IT7370731A1 - Complesso di tenuta per alberi, in particolare fra due zone contenenti fluidi a pressioni differenti - Google Patents

Description

[0001] 998 F 06_c DESCRIZIONE dell invenzione industriale dal titolo : " Complesso di tenuta per alberi, in particolare fra due zone contenenti fluidi a pressioni differenti " di DECCA LMITED, di nazionalita britannica, con sede a Londra SE1 7SW (Graa Bret gna), Albert Embankment n' 9 70731-A/ 73 Depositata il 18 dicembre 1973 - Domanda n: Ing8.

[0002] CARLO c MARIO TORTA La presente invenzione si riferisce a complessi di tenuta per un albero.

[0003] girevole ed in particolare.

[0004] ad un complesso di tenuta da utilizzar* fra due zone conte- nenti fluidi operanti a pressioni-differenti.;[0005] Secondo la presente invenzione viene,realizzato un com- plesso di tenuta fra due zone contenenti fluidi operanti a pressioni_diverse,_comprendente_un_albero rotante,.un elemento.di tenuta.circondante...;[0006] l'albero, ua .;[0007] prima organo di tenu- ta che..comprende...un primo passaggio elicoidale...fra l'e l'albero dante/e.aistanziato dali -primo.organo.,e_mezzi.per.ap- plicare un fluido....;[0008] di .tenuta all'albero, fra il primoe L'Ufficiale Rogap COMA ii_secondo.organo di tenuta: VA Si fara ora riferimento ai disegni nessi ,in cui i la figura -.;[0009] l illustra schematicamente una forma di realiz zazione dell*invenzione; la figura 2 rappresenta un seoondo esempio di realizzazio ne dell'invenzione e la figura 3 illustra una terza forma di realizzazione dell'invenzionc.

[0010] A titolo : di esempioyverra descritto un complesso di tenuta per una cassa rotorica contenente aria a pressione atmosferica od a pressione superiore e racchiudente un 88.

[0011] CARLO e MARIO TORTA to spinto.

[0012] In questo esempio, si suppone che l'albero ruoti in un' solo senso.

[0013] I, un albero l e_azionato da un motore(non In figura rappresentato) entro una zona chiusa 2 soggetta ad una pressione d'aria E,: L'aria presente o per scopi di raffreddamento oppure quale risultato di flusso d'aria che si scarica' dal cuscinetto.

[0014] L'albero ê predisposto per ruotare in una seconda zona 3 che e sotto vuoto spinto.

[0015] Un anello di tenuta 4 circonda l'albero con un leggero gioco.

[0016] L'anello di tenuta 4 e montato entro una cassa od che_pu far parte_, della cassa del .

[0017] rotoressere atta a combaciare con un adeguato foro.

[0018] nella_cassa del rotore utilizzando mezzi di tenuta convenzionali.

[0019] Una sorgente di fluido di tenuta realizzata per mezzo di un vano 6 situato all'interno della cassa.

[0020] Questo vano_a._collegato..

[0021] ad.un_serbatoioesterno7 .onde compensare piccole perdite di fluido di tenuta che sj possono verificare.

[0022] Puo essere prevista una valvola 8_per regolare l'afflussodi fluido di tenuta proveniente dal serbatoio 7 in dipendenza.

[0023] da_criteri basati sulla differenza di pressione o di livello del fluido.

[0024] Un pas- saggio_9 collega il vano.6_ ad un secondo passaggio_l0 nell'anello di tenuta 4.

[0025] che comunica a sua volta..con una scanalatura anulare ll nella superficie interna dell'a- 1n8g.

[0026] CARLO e MARIO TORTA nello di tenuta.

[0027] Questa scanalatura ll disposta fra due opposte scanalature elicoidali l2 e l3 ricavate nella su perficie interna dell'anello di tenuta 4, le quali sono predisposte.

[0028] in modo che il fluido di tenuta sulla super ficie interna dell'anello di tenuta 4.

[0029] tenda.a_.defluire lungo le scanalature_elicoidali l2e.l3.verso_la_scanala tura anulare ll_quando.l'alberoruota.

[0030] La disposizione delle scanalature elicoidali.puessere_stabilita_ consi derando equazioni di .

[0031] ?lusso normali ,le quali,..se...corretta mente correlate consentono di stabilire le condizioni ottimali per determinate condizioni.

[0032] fisiche agli crli.

[0033] Il fluido di tenuta,che pu,per esempio_,essere_olio fornitö da urapompa a diffusione per alto vuoto,viene mantenuto alla pressione P.

[0034] i per mezzo di una presa di pressione l4 che collega la zona 2 col vano 6.

[0035] Quando l'albero e fermo, dato che non vi diffe- renza di pressione lungo la scanalatura elicoida le l3, il fluido di tenuta tende a disperdersi lentamen- te verso il basso per azione capillare..

[0036] La differenza di pressione lungo la scanalatura l2 provoca un lento flusso del fluido di tenuta lungo la scanalatura stes sa,che si accumula in un vano l5 nella cassa_5, al di sopra della scanalatura l2.

[0037] Quando l'albero viene nuova Ing8.

[0038] CARLO e MARIO ORTA mente fatto ruotare, il fluido accumulato nel vano l5 vie: me pompato in senso inverso attraverso la scanalatura elicoidale l2,verso la scanalatura anulare ll.

[0039] Per effetto .

[0040] lello scorrimento del_fluido non si ha poroi.al cuna perdita all'interno della zona sotto vuotc 3.

[0041] Questo complesso di tenuta presenta i vantaggi che qualsiasi perdita verso .

[0042] l'interno della.zona_sotto.vuoto ê unicamente dovuta alla tensione_del vapore_del.fluido di_temta e che_nessun attrito_coulombiano applicato all'al bero.

[0043] Il leggero .attrito.visooso..

[0044] che si manifesta.

[0045] di solito trascurabile: fn figura 2, un albero l e azionato da un_motore_( non rappresentato,.

[0046] collocato entro.una..zona...chiusa.....sog- gett ad una pressione_ d'aria P..eda predisposto_per.

[0047] ruotare_ in un:y seconda_zona.

[0048] 3,che.

[0049] si trova sotto vuoto spinto.

[0050] come_nella_realizzazione della_fig._l.L'albero_l.e_costi tuito da.due parti.

[0051] la.

[0052] ed.

[0053] lb.

[0054] -di diametri esterni .differen- ti Aun_gradino16 -preyisto sull'albero fra_le_due cQn parti.

[0055] Un anello di tenuta l7, montato entro una Cassa l8, circonda la parte la dell'albero, vicino al gradino 16...

[0056] Un passaggio 19 nella.

[0057] assa l8 collega una sorgen- te di fluido di tenuta (non rappresentata),_che pu.es- sere simile a quella descritta_per la_fig.l,_con unasca nalatura_anulare 20.

[0058] predisposta nella :cassa 18 quindi_con opposte_scanalature.elicoidali_2l_e..22_ricava- n8.

[0059] CARLO e MARIO TORTX te nella superficie interna dell'anello di tenuta.l7.Que ste scanalature_elicoidali 2l.e..2?...hanno.la stessa_fun- zione delle scanalature l2 e l3.nella forma di realizzazione precedente determinando il flusso del fluido ditenuta verso una scanalatura anulare 23 ricavata nell'anello di tenuta fra le scanalature 2l e 22.

[0060] Delle_guarnizioni di tenuta a linguetta 24 e 25....sono predisposte_in una scanalatura 26 dal lato di bassa pressione orispettiva- mente in.una_scanalatura 20del_complesso, _la.guarnizione 24_essendo applicata alla parte...la dell'albero,.la.guar nizione 25.

[0061] sulla.parte lb_:...La..guarnizione..a..linguetta L'Ufficiale Rogan 25...impedisce..al..fluido..di..tenuta..di.penetrare..nella..zo- COMM na 2.

[0062] L'qpplicazione_delle..guarnizionf.di.tenuta_a_linguetta 24 e 25_impedisce una perdita di fluido fra le zone 2 e 3 durante i periodi relativamente lunghi in cui l'albero fermo.

[0063] La gu%nizione di tenuta a linguetta 25 separa il fluido di tenuta dal fluido nella zona 2.

[0064] Il fluido nel 2 ed il fluido da tenuta possono essere regolati in modo .

[0065] zona alla stessa pressione ,come nella realizzazione secondo la figura da essere l ,: cosi che non si verifica alcuna dispersione.

[0066] Una: perdita del fluido di tenuta lungo le scanalature eli- coidali 2l e 22 impedita dalla guarnizione di tenuta a linguetta..24 ,che pu essere omessa a spese di un au.

[0067] mentato .

[0068] flusso.

[0069] del fluido di tenuta.

[0070] Il tipo di guar nizione utilizzato viene scelto in base all'impiego InEN.

[0071] CARiO e MARIO TORT del complesso.

[0072] di tenuta e deve offrire gradienti di pres sione crescenti e decrescnti tali da assicurare una cor retta applicazione delle scanalature elicoidali 2l e 22.

[0073] La differenza di pressione attraverso ciascuna guar- nizione a linguetta 24 e 25 viene compensato dall'azione.

[0074] di pompaggio delle scanalature elicoidali quando l'albero e in rotazione, per cui vengono ridotti sia l'attrito che la conseguente usura delle guarnizioni a linguetta.

[0075] Utilizzando questa disposizione, puo non essere ne cessario mantenere la pressione del fluido di tenuta alla pressione P, dell'aria nella zona 2, per mezzo di apertu re di sfogo interne, come nel caso della realizzazione secondo la fig.l.

[0076] La fig.3 illustra una ulteriore forma di realizzaztone della invenzione, in cui, come nelle due realizzazioni prece- denti, un albero l e azionato da un motore (non rappre- sentato).: montato entro una zona chiusa 2.

[0077] in cui l'aria ha una pressione P,, ed predisposto per ruota re in una seconda zona 3 soggetta a vuoto spinto.

[0078] In questa realizzazione, due guarnizioni di tenuta a linguetta 30 e 3l sono predisposte entro una cassa 32, al disotto di un anéllo di tenuta o collare 33 che circon da l'albero l.

[0079] Sulla superficie interna dell'anello di tenuta 33 ., ricavata _una scanalatura elicoidale 34, ingg.

[0080] CARLO e tAARIO TORTA le guarnizioni a linguetta 30 e 3l 'quando l'albero l ruota.

[0081] Le guarnizioni a.linguetta 30 e 3l sono sepa- rate da un anello distanziatore 35 che.

[0082] e munito di un passaggio radiale 36 in comunicazione con un passaggio 37 nella .

[0083] cassa 32.

[0084] Il passaggio 37 collegato con u- na sorgente di fluido di tenuta (non rappresentato),che pu essere un serbatoio oppure un dispositivo come quel- lo rappresentato nella fig.l.

[0085] Questo dispositivo consen- te al fluido di tenuta di essere introdotto fra la sca- nalatura elicoidale 34 e la guarnizione di tenuta a lin- re 3l.

[0086] In condizioni normali, il fluido di tenuta nella nella sorgente mantenuto sostanzialmente ad:iuna pressione sia..che l'albero .stia ruotando o meno, la guarnizione a linguetta 30 inferiore non soggetta ad una pressione differenziale applicata.

[0087] ad essa : ed agisce percio in modo da impedire che del fluido di tenuta penetri nel'vano 2.

[0088] Se, in un caso di emergenza,la guarnizione superiore ' per qualsiasi ragione:mentre l'albero funzionare fermo, abbassandosi quindi la pressione al disopra della guarnizione a)linguetta 30, questa stessa guarnizione 30 agisce quale guarnizione direzionale onde impedire al fluido ,vale dire all'aria nel vano 2 , di sfuggire nel vano 3.

[0089] La_guarnizione.di tonuta superiore 3l impe- disce_normalmente qualsiasi.

[0090] : .

[0091] flusso di fluido di tenu ta verso l'alto attraverso la scanalatura elicoidale 34 quando l'albero fermo.

[0092] Tuttavia, siccome non sempre possibile una tenuta perfetta, ogni perdita di fluido di tenuta che possa verificarsi per via di differenze di pressione attraverso la guarnizione a linguetta 3l e la scanalatura 34, tende .

[0093] ad accumularsi in un vano 38 : ,al disopra dell'anello di tenuta 33.

[0094] Questo accumulo di flu ido di tenuta viene nuovamente_pompato in basso dalla scanalatura...elicoidale.34.,verso.le_guarnizioni....a..lin- guetta_30_e_31- appena..l'albero..yiene...nuovamente..fat.

[0095] to ruotare.

[0096] Il fluido di tenuta pud ritornare alla sorgente ,o passando in basso oltre la guarnizione a linguetta 3l , oppure attraverso un passaggio separato (non rappresentato), che a questo scopo pu essere_pre.

[0097] disposto..nella cassa.

[0098] In generale, un po' di fluido di_.tenuta rimane .

[0099] nella scanalatura elicoidale 34_a ar causa .

[0100] della differenza di_pressione_lungo di essa poiche_il flusso .in basso.del_fluido cessa quan- do la pressione prodotta- dall'azione di_pompaggio_diven ta.eguale.

[0101] alla differenza di.pressione.statica.lungo la scanalatura elicoidale.

[0102] Al disopra del vano superiore_38 _disposto un co perchio 39,_per trattenere.

[0103] il fluido di tenuta entro il vano stesso,.cosicché_,se necessario,il complesso pu essere invertito per breve tempo senza recar danno Il coperchio 39 e munitodi una parte supplementare 40 per imprigionare l'eventuale fluido di tenuta che possa sfuggil re verso l'alto lungo l'albero_,per_ effetto delle tensioni super- ficiali._Pu.anche_essere_predisposto_un "respingente" 4l.per cacciare_il.fluido di tenuta nellaparte 4O_quando l'albero_ruota, da dove_esso pu ritornare nel vano_38 attraverso..uno sfiatatoio...42.nel..coperchio..39.

[0104] Un .--dispositivo a_.coperchio_ analogo a quello per_il t'Officlale Rogante complesso illustrato in fig.3 pu essere applicato al com- plesso ella fig.l,..quando certe circostanze richiedono che il complesso venga ad esempio invertito per brevi pe- riodi di tempo.

[0105] .

Claims (1)

1. -10- R i ve n di ca z i o ni l.

Complesso di tenuta per l'uso fra due zo ne contenenti fluidi operanti a pressioni diversa, caratterizzato dal fatto ché_comprende un albero girevole, un elemento di tenuta .cir.

condante l'albero, un primo organo di tenuta con un pri- mo passaggio elicoidale fra l'elemento_di tenuta_a.l'al bero, bondo organo di : tanuta circondante l'albero_e distanzia ta dal :prim0, s mezzi_per applicare un fluido di tenuta all'albero, fra,ilprim.o_e_il secondd organo ai tenuta.

2.

Complesso di_tenuta.secondo.__la riv.

1, caratterizzato dalfatto che il secondo_organo di tenuta conprende.un seoondo.pas- saggio elicoidale opposto_al primg e situato A fra l'elemento di temuta e l'albero.

Ingg.

CARL'O e MARIO TORy 3..

Complesso di tenuta secondo la riy 2, caratterizzato dal fatto che .

: il primo.ed il secondo passaggio hanno la for- ma di scanalatura elicoidale sulla superficie dell'ele- mento di tenuta che circonda l'albero.

4.

Complesso di tenuta secondo la riv.1, caratterizzatc dal fatto che fra il prino.e_il secondo organo di tenuta aisposto un terzo! organo di tenuta circondante l'albero, i mezzi per appli care fluido di tenuta all'albero essendo predisposti per applicare detto fluido fra il secongo e il._terzo organo ai tenuta : .tenuta_e una guarnizione..a_linguetta che il secondo organo di 6.

Complesso di tenuta_secondola riv.

4 o 5, caratterizzato atto che il terzo organo di tenuta comprende un terzo passag gio elicoidale fra l'elemento di tenuta e l'albero ed opposto al primo passaggio elicoidale.

7.

Complesso di tenuta secondo la .riv.6, caratterizzato dal fatto che il primo ed il secondo passaggio elicoidale no costituiti, ciascuno,.

da una scanalatura sulla supe: ficie dell'elemento di tenuta che circonda l'albero.

8.

Elemento di temuta secondo la riv.6, caratterizzato dal fatto che :e_predisposta una seconda_guarnizione a linguetta sul lato del primo organo di tenuta piu lontano.dai_secondo_organoai tanuta.

9.

Complesso di tenalasecondo la riv.4 o 5, caratterizzato_dalfatto:che 1 terzo organo di tenuta e una terza guarnizione a lin- guetta: 10.

Complesso di tenuta secondo una delle riv.1-9, caratterizzato :: dal fatto di comprondere inoltre una cas- sa che contiene l'elemento di tenuta nonche il primo e il secondo Irs.

CARLO e MARIO TORTA Crgano di tenuta, l'albero sporgendo attraverso un foro nella : sassa, ed i mezzi per applicare fluido di tenu- ta all'albero essendo collegati ad ulteriori passaggi ri cavati nella : 11.

.Complesso di tenuta secondo la riv.10, caratterizzato dal fatto che ..

e prevista una camera nella .

cassa,adiacen te all'elemento di tenuta dal lato del complesso,che situata ..in..modo da essere adiacente.alla zona..che contiene il fluido operante.ad una pressione_relativamente bass p.i.

DECCA LIMITED Ing8.

CARLO MARIG TORTA L'Ufficlale Roganta COMM/ 108g.

CARLO @ MAR:0 TORTX .