PL179657B1 - Zespól uszczelniajacy PL - Google Patents

Abstract

1. Zespól uszczelniajacy nieruchomej po- krywy zamykajacej cylindryczny zbiornik nape- dzany ruchem obrotowym, zwlaszcza zbiornik mieszarki mechanicznej, zlozony z osadzonych w pokrywie elementów uszczelniajacych, wspólpra- cujacych z powierzchnia obrzeza otworu zbiornika, znamienny tym, ze jest wyposazony przynajmniej w dwa elementy uszczelniajace (30, 32), obrzeze (12) otworu (19) zbiornika (10), które sa osadzone z mozliwoscia przesuwu w kierunku tego obrzeza, miedzy elementami oporowymi (22 i 24) pokrywy (20), zamykajacej ten otwór (19) zbiornika (10), oraz z umieszczonego miedzy tymi elementami uszczelniajacymi (30,32) - elementu cisnieniowe- go (40), dociskajacego elementy uszczelniajace (30, 32) do powierzchni przylegania elementów oporowych (22 i 24) pokrywy (20). PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zespół uszczelniający nieruchomej pokrywy zamykającej cylindryczny zbiornik napędzany ruchem obrotowym, zwłaszcza zbiornik mieszarki mechanicznej, złożony z osadzonych w pokrywie elementów uszczelniających, współpracujących z powierzchnią obrzeża otworu zbiornika.

W znanych rozwiązaniach urządzeń chemicznych, zwłaszcza mieszarek mechanicznych, stosowanyjest cylindryczny zbiornik, zamknięty od góry nieruchomąpokrywą, przez którąprzechodzi, najczęściej mimośrodowo, wał napędowy, równoległy do osi zbiornika i zaopatrzony w

179 657 promieniowe łopatki. Zbiornik jest w tych rozwiązaniach konstrukcyjnych mieszarek najczęściej napędzany ruchem obrotowym, przy czym, dla uzyskania zadowalającego efektu wymieszania składników, mieszadło winno całkowicie pokrywać powierzchnię dna zbiornika, którego średnica wynosi zwykle od 2 m do 3 m.

Do uszczelnienia pokrywy zamykającej górny otwór napędzanego ruchem obrotowym zbiornika oraz jego obrzeża stosuje się zwykle element uszczelniający, umieszczony na obrzeżu zbiornika, względnie pokrywy, który nie styka się z przerabianym materiałem, lecz uniemożliwia jego wydobywanie się na zewnątrz. Funkcja uszczelniania otworu zbiornika jest szczególnie ważna wtedy, gdy wewnątrz niego panuje podczas przeróbki materiału - nadciśnienie lub podciśnienie.

W mieszarce z nieruchomąpokrywąi obracającym się zbiornikiem element uszczelniający jest zwykle umieszczony na wewnętrznej powierzchni pokrywy, ślizgając się podczas obrotu zbiornika po jego obrzeżu. Element uszczelniający, który ma zwykle postać paska z uzbrojonej drutem stalowym gumy, jest najczęściej przyklejany do pokrywy. Jednakże ze względu na tarcie powierzchni roboczej elementu o krawędź obrzeża zbiornika, podlega on stosunkowo szybko zużyciu i wymaga odpowiednio częstej wymiany. Z tego powodu zaproponowano zastosowanie połączenia elementu uszczelniającego z pokrywą lub zbiornikiem za pomocą śrub rozmieszczonych na obwodzie obrzeża tej części. Jednak ze względu na trudną dostępność do tego obrzeża, wymiana elementu uszczelniającego tego rodzaju jest bardzo pracochłonna i kosztowna, powodując ponadto długotrwałe przestoje mieszarki.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji takiego zespołu uszczelniającego, zwłaszcza nieruchomej pokrywy zamykającej cylindryczny zbiornik napędzany ruchem obrotowym, zwłaszcza zbiornik mieszarki mechanicznej, który wyeliminuje niedogodności znanych dotychczas zespołów uszczelniających, umożliwiając ponadto szybką wymianę elementu uszczelniającego w przypadku jego zużycia.

Cel ten zrealizowano w konstrukcji zespołu uszczelniającego według wynalazku, charakteryzującego się tym, że jest wyposażony przynajmniej w dwa elementy uszczelniające obrzeże otworu zbiornika, które są osadzone z możliwością przesuwu w kierunku tego obrzeża, między elementami oporowymi pokrywy, zamykającej ten otwór zbiornika, oraz z umieszczonego między tymi elementami uszczelniającymi - elementu ciśnieniowego, dociskającego elementy uszczelniające do powierzchni przylegania elementów oporowych pokrywy. Ten elastyczny element ciśnieniowy jest korzystnie wydrążony i połączony przewodem z urządzeniem wytwarzającym nadciśnienie, względnie podciśnienie. Element ten stanowi elastyczny przewód, korzystnie gumowy, przymocowany do pokrywy za pomocą podtrzymujących go opasek, przy czym opaski te są przymocowane do pokrywy rozłącznie za pomocą śrub.

Elementy uszczelniające pokrywy mająpostać pierścieni współśrodkowych z osią pokrywy i stykających się z powierzchniami przylegania elementów oporowych pokrywy.

Elementy oporowe pokrywy stanowią korzystnie pierścieniowe żebra o powierzchniach przylegania współśrodkowych z osią pokrywy. Między pierścieniowymi żebrami pokrywy jest utworzona pierścieniowa komora, w której są osadzone pierścieniowe elementy uszczelniające oraz umieszczony między nimi elastyczny element ciśnieniowy.

Obrzeże otworu zbiornika jest przy tym korzystnie zaopatrzone przynajmniej w jedną powierzchnię przylegania, mającą kształt pierścieniowej płaszczyzny, prostopadłej do osi obrotu oraz korzystnie w dodatkową, stożkową powierzchnię przylegania, przecinającą się z pierścieniową płaszczyzną, prostopadłą do osi obrotu zbiornika, przy czym ta stożkowa powierzchnia przylegania ma korzystnie postać pobocznicy stożka ściętego, współosiowego względem osi obrotu zbiornika.

Dzięki omówionej konstrukcji zespołu uszczelniającego według wynalazku, zostaje całkowicie uniemożliwione wydobywanie się ze zbiornika w czasiejego pracy pyłów, gazów, par lub odprysków przerabianego materiału, przy czym działanie uszczelniające zespołu może zostać dodatkowo wzmożone przez to, że zewnętrzna strona wewnętrznego pierścieniowego elementu uszczelniającego przylega do stożkowej powierzchni przylegania obrzeża zbiornika, tworząc uszczelnienie ślizgowe o dużej powierzchni. Równocześnie powierzchnia robocza drugiego elementu

179 657 uszczelniającego przylega do płaskiej, pierścieniowej powierzchni obrzeża zbiornika. Konstrukcja zespołu uszczelniającego umożliwia ponadto łatwą wymianę elementów uszczelniających. Mianowicie, przez zmniejszenie ciśnienia wewnątrz pierścieniowego elementu ciśnieniowego zostaje wyeliminowany docisk elementów uszczelniających do powierzchni przylegania elementów oporowych pokrywy, w wyniku czego te elementy uszczelniające przesuwają się pod działaniem siły ciężkości do dołu, zapewniając ponowne dobre przyleganie ich powierzchni roboczych do powierzchni przylegania obrzeża zbiornika. W przypadku całkowitego zużycia elementy uszczelniające zostaj ą, po uprzednim usunięciu pozostałości zużytych, wymienione na nowe.

Zespół uszczelniający według wynalazku jest uwidoczniony w przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym na rysunku, przedstawiającym ten zespół w przekroju płaszczyzną przechodzącą przez oś zbiornika.

Zespół uszczelniający przedstawiony na rysunku jest przeznaczony do uszczelnienia obrzeża górnego otworu 19 cylindrycznego zbiornika 10, napędzanego ruchem obrotowym wokół osi, względem nieruchomej pokrywy 20 zamykającej ten otwór 19. Zespół uszczelniający według wynalazku jest wyposażony w dwa pierścieniowe elementy uszczelniające 30 i 32 o przekroju prostokątnym, wykonane z uzbrojonej gumy i stykające się swymi czołowymi powierzchniami z pierścieniowymi płaszczyznami przylegania 14 i 16 obrzeża 12, prostopadłymi i współosiowymi względem osi zbiornika. Od strony pokrywy pierścieniowe elementy uszczelniające 30 i 32 stykają się z obwodowymi powierzchniami przylegania 23 i 25 elementów oporowych 22 i 24 pokrywy 20. Elementy oporowe pokrywy 20 mają korzystnie postać, wystających od dołu z tej pokrywy, dwóch pierścieniowych żeber 22 i 24, współśrodkowych względem osi zbiornika 10, przy czym między tymi żebrami 22 i 24 jest utworzona od dołu pierścieniowa komora 26, w której mieszczą się wszystkie elementy zespołu uszczelniającego.

Zewnętrzna powierzchnia, znajdującego się bliżej środka pokrywy 20, żebra 22, tworzy cylindrycznąpowierzchnię przylegania 25, natomiast wewnętrzna powierzchnia, bardziej oddalonego od osi, żebra 24, tworzy powierzchnię przylegania 25. Z powierzchniami przylegania 23 i 25 stykają się odpowiednio: wewnętrzna powierzchnia pierścieniowego elementu uszczelniającego 30 oraz zewnętrzna powierzchnia pierścieniowego elementu przylegającego 32.

W celu regulacji i ustalenia położenia obydwu pierścieniowych elementów uszczelniających 30 i 32 zastosowano pierścieniowy element ciśnieniowy 40, mający korzystnie postać wydrążonego pierścieniowego przewodu z uzbrojonej gumy, umieszczonego wewnątrz komory 26 między obydwoma pierścieniowymi elementami uszczelniającymi 30 i 32 i połączonego za pomocą cieńszego przewodu 42 z urządzeniem do wytwarzania nadciśnienia lub podciśnienia wewnątrz tego przewodu. W przypadku, gdy ciśnienie wewnątrz przewodu ciśnieniowego 40 jest równe ciśnieniu atmosferycznemu, przewód ten nie oddziaływuje siłą parcia na stykające się z nim pierścieniowe elementy uszczelniające, które pod działaniem własnej siły ciężkości mogą przesuwać się w kierunku do dołu wzdłuż powierzchni przylegania 23 i 25 żeber oporowych 22 i 24. Po przesunięciu się pierścieniowych elementów uszczelniających w kierunku do dołu, odpowiednio o długość 34 i 36 - w górnej części pierściemowej komory 26 tworzą się puste przestrzenie.

W czasie eksploatacji mieszarki, wyposażonej w zespół uszczelniający według wynalazku, cylindrycznemu zbiornikowi 10 nadawanyjest ruch obrotowy wokółjego osi, zaś do wnętrza przewodu 40 zostaje doprowadzone przez przewód 42 powietrze lub inny czynnik pod zwiększonym ciśnieniem, powodując dociśnięcie przez ścianki pierścieniowego przewodu 40 siłą parcia - pierścieniowych elementów uszczelniających 30 i 32 do powierzchni przylegania 23 i 25 żeber oporowych 22 i 24 pokrywy i zaciśnięcie ich w tym położeniu w pierścieniowej komorze 26 między tymi żebrami. Równocześnie dolne powierzchnie czołowe pierścieniowych elementów uszczelniających 30 i 32 ślizgają się po pierścieniowych płaszczyznach 14 i 16 obrzeża 12 zbiornika 10.

Obydwie pierścieniowe płaszczyzny 14 i 16 obrzeża 12 zbiornika sąze sobąpołączone stożkowąpowierzchnią 18, mającąpostać stożka ściętego przecinającego się przynajmniej zjednąz płaszczyzn czołowych 14. W przypadku, gdy siła odśrodkowa materiału znajdującego się w obracającym się zbiorniku, albo też jego odpryski, powodują parcie na dolnąpowierzchnię pierścieniowego elementu uszczelniającego 30 i jej odkształcenie w kierunku na zewnątrz, obwodowa

179 657 powierzchnia zewnętrzna oraz ewentualnie powierzchnia czołowa tego elementu zostanie dociśnięta do stożkowej powierzchni 18 obrzeża 12 zbiornika 10, zapewniając w dalszym ciągu szczelność jego zamknięcia.

Skompensowanie zużycia pierścieniowych elementów uszczelniających 30 i 32, spowodowanego ich tarciem o powierzchnię przylegania 14 i 16 obrzeża 12 zbiornika, uzyskuje się przez odpowiednie przemieszczenie tych elementów 30 i 32 w kierunku do dołu. W tym celu odcina się dopływ czynnika pod ciśnieniem przez przewód 42, powodując odpowiedni spadek ciśnienia, względnie wytworzenie podciśnienia w pierścieniowym przewodzie ciśnieniowym 40. Wskutek tego przewód 40 nie dociska pierścieniowych elementów uszczelniających 30 i 32 do powierzchni przylegania 23 i 25 i elementy te, pod działaniem siły ciężkości, przesuwają się w kierunku do dołu, doprowadzając do ponownego zetknięcia się ich powierzchni czołowych z pierścieniowymi płaszczyznami 14 i 16 obrzeża 12 zbiornika 10. Równocześnie zostają odpowiednio powiększone długości 34 i 36 pustych przestrzeni w górnej części pierścieniowej komory 26. Następnie ponownie doprowadza się przewodem 42 czynnik pod ciśnieniem do wnętrza przewodu ciśnieniowego 40, powodując odpowiednie parcie ścianek tego przewodu na pierścieniowe elementy uszczelniające 30 i 32 i dociśnięcie tych elementów 30 i 32 do żeber oporowych 22 i 24 pokrywy 20, a tym samym ustalenie ich w nastawionym położeniu.

W przypadku, gdy zużycie pierścieniowych elementów uszczelniających 30 i 32 jest tak duże, że niemożliwa jest już rekompensata tego zużycia przez dalsze ich przesuwanie do dołu, ponownie doprowadza się przewodem 42 do wnętrza przewodu ciśnieniowego 40 podciśnienie, powodując zwolnienie nacisku pierścieniowych elementów uszczelniających 30 i 32 na żebra oporowe 22 i 24, co umożliwia wyjęcie tych elementów 30 i 32 z pierścieniowej komory 26 i zastąpienie ich nowymi pierścieniowymi elementami uszczelniającymi 30 i 32. Zabezpieczeniem przed niezamierzonym opadnięciem przewodu ciśnieniowego 40 są otaczające go od dołu opaski 46, przymocowane do pokrywy 20 śrubami 46.

Wynalazek nie jest ograniczony do przedstawionego przykładu. Zespół uszczelniający według wynalazku może być również wyposażony tylko w jeden pierścień, przykładowo o przekroju w kształcie korytka, przy czym powierzchnie przylegania do elementów oporowych mają wówczas taki kształt, aby ten pojedynczy pierścień przylegał do odpowiedniej powierzchni roboczej obrzeża otworu zbiornika.

179 657

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (11)

Zastrzeżenia patentowe

1. Zespół uszczelniający nieruchomej pokrywy zamykającej cylindryczny zbiornik napędzany ruchem obrotowym, zwłaszcza zbiornik mieszarki mechanicznej, złożony z osadzonych w pokrywie elementów uszczelniających, współpracujących z powierzchnią obrzeża otworu zbiornika, znamienny tym, że jest wyposażony przynajmniej w dwa elementy uszczelniające (30, 32), obrzeże (12) otworu (19) zbiornika (10), które są osadzone z możliwością przesuwu w kierunku tego obrzeża, między elementami oporowymi (22 i 24) pokrywy (20), zamykającej ten otwór (19) zbiornika (10), oraz z umieszczonego między tymi elementami uszczelniającymi (30,32) - elementu ciśnieniowego (40), dociskającego elementy uszczelniające (30,32) do powierzchni przylegania elementów oporowych (22 i 24) pokrywy (20).

2. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że elastyczny element ciśnieniowy (40) jest wydrążony i połączony przewodem (42) z urządzeniem wytwarzającym nadciśnienie, względnie podciśnienie.

3. Zespół według zastrz. 2, znamienny tym, że elementem ciśnieniowym (40) jest elastyczny przewód, korzystnie gumowy.

4. Zespół według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że element ciśnieniowy (40) w postaci przewodu jest przymocowany do pokrywy (20) za pomocą podtrzymujących go opasek (44).

5. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że opaski (44) są przymocowane rozłącznie do pokrywy (20) za pomocą śrub (46).

6. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy uszczelniające (30,32) mająpostać pierścieni współśrodkowych z osiąpokrywy (20) i stykających się z powierzchniami przylegania (23 i 25) elementów oporowych (22 i 24) pokrywy (20).

7. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy oporowe pokrywy (20) stanowią pierścieniowe żebra (22 i 24) o powierzchniach przylegania (23 ' i 25) współśrodkowych z osią pokrywy (20).

8. Zespół według zastrz. 7, znamienny tym, że między pierścieniowymi żebrami (22 i 24) pokrywy (20) jest utworzona pierścieniowa komora (26), w której są osadzone pierścieniowe elementy uszczelniające (30 i 32) oraz umieszczony między nimi elastyczny element ciśnieniowy (40).

9. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że obrzeże (12) otworu (19) zbiornika (10) jest zaopatrzone przynajmniej w jedną powierzchnię przylegania (14,16), mającą kształt pierścieniowej płaszczyzny, prostopadłej do osi obrotu.

10. Zespół według zastrz. 9, znamienny tym, że obrzeże (12) otworu (19) zbiornika (10) jest zaopatrzone w stożkową powierzchnię przylegania (18) przecinającą się z pierścieniową płaszczyzną (14), prostopadłą do osi zbiornika (10).

11. Zespół według zastrz. 10, znamienny tym, że stożkowa powierzchnia przylegania (18) obrzeża (12) otworu (19) zbiornika (10) ma postać pobocznicy stożka ściętego, współosiowego względem osi obrotu zbiornika (10).