201987. lajstromszámú szabadalom • Csúszógyűrűs tömszelence részegységek
HU 201987 A A találmány tárgya csúszó-tömítő gyűrűs tömszelence részegység, amelynek utánálló csúszó-tömítő gyűrűje és tömítő eleme/i vannak. A folyadékokat áramoltató és/vagy folyadékokban üzemelő berendezések igen fontos szerkezeti része a belső folyadékteret a külső légtértől, vagy folyadéktértől, illetve a motortértől elválasztó tömítőszerkezet, használatos nevén: tömszelence, amelynek korszerű csúszógyűrűs megoldása két fő szerkezeti alkatrész-csoportra tagolható:- a tengellyel együtt elforduló- a tömszelence házban elfordulásmentesen elhelyezkedő - nyugvó - szerkezeti elemekből kialakított alkatrész csoportok. A tengellyel együtt elforduló csúszó-tömítő gyűrűt a tengelyhez tömítetten kell hozzáerősíteni, amely célra rugalmas anyagból készült tömítő gyűrű vagy karika szolgálhat. A nyugvó tömítő alkatrész csoport fő eleme a tengellyel nem érintkező csúszó-tömítő gyűrű, amelyet viszont a tömszelence házhoz kell tömítetten rögzíteni, csatlakoztatni. A csúszó tömítés létrehozása érdekében a két egymáshoz képest elforduló csúszó-tömítő gyűrűt meghatározott, és közel állandó nyomóerővel kell folyamatosan egymáshoz szorítani. Az összeszorító erő létrehozásához rendszerint fém csavarrugót, mint nyomórugót alkalmaznak, amely egyben az egymáson elforgó-, elcszúszó felületek kopása miatt szükségessé váló utánállítást is elvégzi. Az ismert és alkalmazott megoldások között működésileg az az elrendezés a biztonságosabb, amelynél a csúszó tömítés a külső palást felületén érintkezik a tömítendő folyadékkal, mert így az üzem közben fellépő centrifugális jellegű mozgató hatás a koptató szemcsék behatolása ellenében működik. Ebben az elrendezésben a tengelytől független csúszó-tömítő gyűrű tengelyirányú elmozdításának megvalósításával célszerű a kopás-utánállítást megoldani, és az ezen utánálló csúszó-tömítő gyűrű, valamint a tömszelence ház között olyan rugalmas alkatrészt - rugózó tömítő elemet - kell alkalmazni, amely egyben térelhatárolást is végez a belső és külső tér, illetve motortér között. A rugózó-tömítő elemek az utánálló csúszó-tömítő gyűrűhöz, valamint a tömszelence házhoz csatlakozásánál ugyancsak tömítések szükségesek, amely célra rugalmas anyagból készült tömítő gyűrűket, vagy tömítőkarikákat szokás alkalmazni. Ez utóbbi alkatrészt funkciójának megfelelően tömítőgyűrűnek nevezzük. Az ismert és alkalmazott megoldások az előzőekben ismertetett összetett feladatot több szerkezeti elem összeszerelésével oldják meg, miként ez pl. az US 4.669.738 és az US 4.591.167 lajstromszámú szabadalmi leírásokban ismertetett megoldásoknál is látható. Az US 4.573 691 lajstromszámú (illetve az ennek megfelelő elsőbbségi GB 2.149.862) szabadalom olyan tömszelence megoldásra vonatkozik, amelyben igen merev, üreges, henger kialakítású térelhatároló elem közvetíti az - ott nem ábrázolt szerkezet által létesített - tömítőerőt. 1 Ezen leírásokban ismertetett, valamint az általános gyakorlatban alkalmazott és ismert megoldásoknál külön-külön elem - membrán jellegű térelhatároló elem, illetve nyomórugó - hozza létre a térelhatárolást, illetve a tömítés megvalósításához szükséges tengelyirányú nyomóerőt. A megoldások közös hátránya, hogy viszonylagosan sok szerkezeti elemet tartalmaznak, és a legtöbb esetben ezen elemeket a tömszelenceházba is egyenként kell berakni. Célkitűzésünk olyan tömítő szerkezet létrehozása, amely a tömítési feladatokat minél kevesebb alkatrészből álló és egy szerelési egységet képező, egyetlen szerkezeti elemként kezelhető tömszelence részegységként látja el. Találmányunk azokon a felismeréseken alapszik, hogy önthető kiindulási fázisú, majd hőkezeléssel megszilárdítható - célszerűen E = 2- 20 N/mm2 közötti rugalmassági tényezőjű - szerkezeti anyagból, megfelelő kialakítással olyan rugózótömítő, s egyben térelhatároló elem állítható elő, amely a csúszó-tömítő gyűrűket egymáshoz szorító erőt folyamatosan és az összenyomódás mértékétől kevésbé függően képes létesíteni, és amelyhez az utánálló csúszó-tömítő gyűrű, valamint a nyugvótömítő gyűrű még a kiöntés során tömítetten hozzáerősíthető, illetve az utóbbi - a rugózó-tömítő elem megfelelő formai kialakítása és anyagjellemző-megválasztása folytán - akár el is hagyható, s ezáltal egyesített utánálló csúszó-tömítő gyűrűs rugózó-nyugvó-tömítő szerkezet részegység állítható elő, olyan egyszerűen kezelhető egyesítő szerszám kialakítása és alkalmazása révén, amely szerszámban az előre elkészített és a kiöntendő, megszilárdítandó rész-elemek üreg-helyeit, ezek kapcsolódásának megfelelő elrendezésben alakítjuk ki. A rugózó-tömítő elemet ezidőszerint legcélszerűbb poliuretán műanyagból fém forma-szerszámba öntéssel és hőkezeléssel állítani elő, amikor is a kiindulási anyag uretán előpolimerizátum, amely a polimerizációt létrehozó adalékokat (pl. katalizátor, iniciátor) tartalmazza és amely hőntartására létrejövő térhálósodás folytán nagy szilárdságú, ugyanakkor nagy rugalmas alakváltozásokra képes, alaktartó anyagú alkatrésszé alakul át. Az uretán polimereknek ugyanis nagy előnyük, hogy rugalmassági tényezőik - E (N/mm2) - igen széles tartományban beállíthatók az összetétel megválasztásával. így a rugózó erő-út összefüggés az anyagösszetétel és a formai kialakítás megfelelő megválasztásával igen széles tartományon belül valósítható meg. Ez lehetőséget nyújt a rugózó-tömítő elem anyagának olyan megválasztására is, hogy az egyben a nyugvó tömítési feladatokra is alkalmas legyen, mely esetben a külön nyugvó-tömítő elem alkalmazása szükségtelenné válik, mert a nyugvó tömítés a rugózó-tömítő elem alaki továbbfejlesztésével, ennek haránt- és/vagy palástfelülete megfelelő kialakítása révén is megvalósítható. Ugyanis a tömítés biztonságát azzal is tovább fokozhatjuk, hogy a nyugvó-tömítő elemet, illetve a rugózó-nyugvó tömítő elemet nemcsak tengely irányban, hanem sugár irányban is illeszkedő-tömítő felülettel, vagy felületekkel képezzük ki. 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
