(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 207556 P L 2 0 7 5 5 6 B 1
Transkrypt
(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 207556 P L 2 0 7 5 5 6 B 1
RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) (21) Numer zgáoszenia: 377545 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (54) (22) Data zgáoszenia: 10.10.2005 PL 207556 (13) B1 (11) (51) Int.Cl. G01N 3/56 (2006.01) G01M 3/00 (2006.01) F16J 15/28 (2006.01) Urządzenie do pomiaru szczelnoĞci i wyznaczania charakterystyk tribologicznych Ğlizgowych uszczelnieĔ czoáowych (73) Uprawniony z patentu: (43) Zgáoszenie ogáoszono: AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISàAWA STASZICA, Kraków, PL 16.04.2007 BUP 08/07 (72) Twórca(y) wynalazku: (45) O udzieleniu patentu ogáoszono: EWA CZACHÓRSKA, Kraków, PL ZBIGNIEW SZYDàO, Kraków, PL 31.01.2011 WUP 01/11 (74) Peánomocnik: PL 207556 B1 rzecz. pat. ElĪbieta Postoáek 2 PL 207 556 B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest urządzenie sáuĪące do pomiaru szczelnoĞci i wyznaczania charakterystyk tribologicznych Ğlizgowych uszczelnieĔ czoáowych. Urządzenie umoĪliwia prowadzenie badaĔ równieĪ w warunkach generowania drgaĔ poprzecznych uszczelnienia. W znanym urządzeniu do badania Ğlizgowych uszczelnieĔ czoáowych przedstawionym w opisie polskiego zgáoszenia wynalazku nr P-343384, obrotowy i staáy pierĞcieĔ uszczelniający dociskane są do siebie czoáowo zamykając komorĊ wysokiego ciĞnienia, do której doprowadzany jest uszczelniany czynnik ciekáy. PierĞcieĔ obrotowy uszczelnienia umieszczony jest w dwuczĊĞciowym uchwycie zamocowanym na koĔcu waáu tak, Īe krawĊdzie czoáowej powierzchni Ğlizgowej są odsáoniĊte, wystają poza koniec waáu. Osadzony w oprawie pierĞcieĔ staáy dociskany jest do pierĞcienia obrotowego przy pomocy zespoáu docisku za poĞrednictwem tulei elastycznej. Na tulejĊ elastyczną oddziaáywuje táok poĞredni osadzony w gnieĨdzie páyty dociskowej, w którym wykonany jest kanaá doprowadzający czynnik uszczelniany. Nacisk na páytĊ dociskową wywoáuje páywający táok siáownika pneumatycznego, który oparty jest poprzez miernik siáy o tylną podporĊ páyty. W kierunku prostopadáym do osi oprawa pierĞcienia staáego poáączona jest z trzpieniem wibratora. Urządzenie wyposaĪone jest w wibrator, poáączony z oprawą pierĞcienia staáego i zamocowany do ramy w takim poáoĪeniu, Īe oĞ jego trzpienia leĪy w Ğlizgowej powierzchni uszczelnienia. Przy odpowiednio dobranej charakterystyce materiaáu tulei elastycznej rozwiązanie zapewnia wyrównanie docisku na Ğlizgowej powierzchni uszczelnienia oraz badanie w warunkach wprowadzenia pierĞcienia staáego w drgania poprzeczne, ukierunkowane w páaszczyĨnie powierzchni Ğlizgowej. Opisane urządzenie odwzorowuje pracĊ uszczelnienia obciąĪonego czynnikiem od strony Ğrednicy wewnĊtrznej pierĞcieni uszczelniających. Urządzenie wedáug niniejszego wynalazku umoĪliwia badanie Ğlizgowych uszczelnieĔ czoáowych z komorą czynnika po stronie Ğrednicy zewnĊtrznej pierĞcieni uszczelniających. Z uwagi na lepsze warunki odprowadzania ciepáa i korzystniejszy rozkáad siá dziaáających na pierĞcieĔ taki ukáad stosowany jest najczĊĞciej. Rozwiązanie wedáug wynalazku ma konstrukcjĊ podobną do powyĪej opisanego; zawiera ramĊ z zamocowanym na niej korpusem i uáoĪyskowanym waáem, pierĞcieĔ obrotowy uszczelnienia osadzony oporowo na koĔcu waáu, pierĞcieĔ staáy sztywno zabudowany w obudowie zamocowanej w tarczach przesuwnych wodzonych na prowadnicach równolegáych do osi waáu, zespóá docisku oddziaáywujący na obudowĊ pierĞcienia staáego w kierunku pierĞcienia obrotowego, a ponad to wyposaĪone jest w wibrator, poáączony z obudową i zamocowany do ramy w takim poáoĪeniu, Īe oĞ jego trzpienia zasadniczo pokrywa siĊ ze Ğlizgową powierzchnią uszczelnienia. Istota rozwiązania polega na tym, Īe Ğlizgowa powierzchnia uszczelnienia usytuowana jest wzglĊdem koĔca waáu po stronie jego áoĪyskowania w korpusie a obudowĊ pierĞcienia staáego stanowi tuleja obejmująca z zewnątrz oba pierĞcienie i wyznaczająca komorĊ wysokiego ciĞnienia, do której przez otwór zasilający doprowadzany jest czynnik uszczelniany. Obudowa zawieszona jest z obu stron na dwóch tarczach przesuwnych za poĞrednictwem elementów sprĊĪystych. Elementy sprĊĪyste zapewniają sprĊĪysto-elastyczne zamocowanie obudowy i przykáadowo stanowiü je mogą áączniki gumowe, sprĊĪyny metalowe lub inne. Korzystnym jest wykonanie z elementami sprĊĪystymi w postaci Ğrubowych sprĊĪyn bezkoĔcowych, których zwoje na koĔcach przechodzą w ksztaát pierĞcieni i za których poĞrednictwem kaĪdy element sprĊĪysty z jednej strony poáączony jest z obudową a z drugiej z tarczą przesuwną. Kolejne usprawnienie dotyczy ukáadu doprowadzenia drgaĔ z wibratora na obudowĊ pierĞcienia staáego. TrzpieĔ wibratora poáączony jest z obudową za poĞrednictwem wideáek, obejmy i przegubów. Dwuprzegubowy ukáad kinematyczny zapewnia niewraĪliwoĞü docisku pierĞcieni na odchylenia osi trzpienia wibratora od páaszczyzny Ğlizgowej powierzchni uszczelnienia. Wynalazek zobrazowany jest opisem przykáadowego urządzenia pokazanego na rysunkach. Figura 1 przedstawia urządzenie w przekroju osiowym a fig. 2 w widoku z boku. Badane uszczelnienie tworzą pierĞcieĔ obrotowy 1 i pierĞcieĔ staáy 4, przylegające czoáowo do siebie w páaszczyĨnie Ğlizgowej P-P. PierĞcieĔ obrotowy 1 osadzony jest przesuwnie na tulei 2 zamocowanej na czopie koĔcowym waáu 3. Docisk do pierĞcienia staáego 4 wywoáuje sprĊĪyna 5, obejmująca tulejĊ 2 a koĔcem oparta o páytkĊ oporową 6, zamocowaną Ğrubą 7 do powierzchni czoáowej koĔca waáu 3. PierĞcienie 1 i 4 uszczelnienia obejmuje tulejowa obudowa 8, przesáoniĊta od strony áoĪyskowania waáu 3 pierĞcieniową pokrywą oporową 13 a na drugim koĔcu zamkniĊta pokrywą 10. W otwór obudowy 8 wciĞniĊty jest pierĞcieĔ staáy 4, poosiowe przylegający do pokrywy oporowej 13 a poprzez koáek 9 zabezpieczony przed obrotem. Przez wykonany w pokrywie 10 otwór zasilający 11 PL 207 556 B1 3 do komory wysokiego ciĞnienia 12 zamkniĊtej uszczelnieniem czoáowym 1,4 doprowadzany jest czynnik. W pokrywie oporowej 13 znajduje siĊ otwór 14 sáuĪący do odprowadzania przecieków z komory niskiego ciĞnienia 15. Obudowa 8 zawieszona jest miĊdzy przesuwnymi tarczami 16 i 17 na elementach sprĊĪystych 16, mających postaü Ğrubowych sprĊĪyn bezkoĔcowych. Zwoje na koĔcach przechodzą w ksztaát pierĞcieni za których poĞrednictwem kaĪdy element sprĊĪysty 16 z jednej strony poáączony jest z obudową 8, z pokrywą oporową 13 lub pokrywą 10, a z drugiej z tarczą przesuwną 16 lub 17. Tarcze przesuwne 16 i 17 zamocowane są suwliwie na prowadnicach 19, których koĔce uchwycone są w korpusie 20 i w podporze 34. Korpus 20 i podpora 34 zamocowane są do ramy 33 urządzenia. Na obudowie 8 zaciĞniĊta jest obejma 21, która przez przeguby 22 poáączona jest z wideákami 23. Wideáki 23 przez kolejny przegub 24 zamocowane są do trzpienia 25 wibratora. Ruch drgający wibratora poprzez obudowĊ 8 przekazywany jest na pierĞcieĔ staáy 4 uszczelnienia. Docisk pierĞcieni uszczelniających 1 i 4 realizowany jest za pomocą cylindra pneumatycznego 26 i nieruchomego táoka 27. Cylinder pneumatyczny 26 za poĞrednictwem wkrĊta regulacyjnego 29 naciska na belkĊ oporową 28 poáączoną ciĊgnami 30 z przesuwną tarczą 17, która poprzez sprĊĪynĊ 16 oddziaáywuje na pokrywĊ oporową 13 i staáy pierĞcieĔ 4 uszczelnienia. Oczywistym zamiennikiem pneumatycznego zespoáu docisku moĪe byü mechanizm Ğrubowy. Siáa docisku moĪe byü mierzona przy pomocy tensometrów naklejonych na belkĊ oporową 28. Waá 3 wprowadzany jest w ruch obrotowy przy pomocy silnika elektrycznego 31 i sprzĊgáa 32. ZastrzeĪenia patentowe 1. Urządzenie do pomiaru szczelnoĞci i wyznaczania charakterystyk tribologicznych Ğlizgowych uszczelnieĔ czoáowych, posiadające: - ramĊ, na której zamocowany jest korpus z uáoĪyskowanym waáem, - pierĞcieĔ obrotowy uszczelnienia, osadzony oporowo na koĔcu waáu tak, Īe obie krawĊdzie Ğlizgowej powierzchni uszczelnienia są odsáoniĊte, - pierĞcieĔ staáy uszczelnienia, sztywno osadzony w obudowie która zamocowana jest w tarczach przesuwnych na prowadnicach równolegáych do osi waáu i umiejscawia pierĞcieĔ staáy uszczelnienia wspóáosiowo z waáem, - zespóá docisku oddziaáywujący na obudowĊ pierĞcienia staáego w kierunku pierĞcienia obrotowego, a ponad to wyposaĪone w - wibrator, poáączony z obudową i zamocowany do ramy w takim poáoĪeniu, Īe oĞ jego trzpienia zasadniczo pokrywa siĊ z páaszczyzną Ğlizgowej powierzchni uszczelnienia, znamienne tym, Īe powierzchnia uszczelnienia (P-P) usytuowana jest wzglĊdem koĔca waáu (3) po stronie jego áoĪyskowania w korpusie (20), a obudowĊ (8) pierĞcienia staáego (4) stanowi tuleja obejmująca z zewnątrz oba pierĞcienie (1, 4) i wyznaczająca komorĊ wysokiego ciĞnienia (12), do której przez otwór zasilający (11) doprowadzany jest czynnik uszczelniany, przy czym obudowa (8) zawieszona jest z obu stron na dwóch tarczach przesuwnych (17, 18) za poĞrednictwem elementów sprĊĪystych (16). 2. Urządzenie wedáug zastrz. 1, znamienne tym, Īe elementy sprĊĪyste (16) mają postaü Ğrubowych sprĊĪyn bezkoĔcowych, których zwoje na koĔcach przechodzą w ksztaát pierĞcieni za których poĞrednictwem kaĪdy element sprĊĪysty (16) z jednej strony poáączony jest z obudową (8, 10, 13) a z drugiej z tarczą przesuwną (17, 18). 3. Urządzenie wedáug zastrz. 1, znamienne tym, Īe trzpieĔ wibratora (25) poáączony jest z obudową (8) za poĞrednictwem wideáek (23), obejmy (21) i przegubów (22, 24). Wykaz oznaczeĔ na rysunku 1. pierĞcieĔ obrotowy 2. tuleja 3. waá 4. pierĞcieĔ staáy 5. sprĊĪyna 6. páytka oporowa 7. Ğruba 8. obudowa 4 PL 207 556 B1 9. koáek 10. pokrywa 11. otwór zasilający 12. komora wysokiego ciĞnienia 13. pokrywa oporowa 14. otwór w pokrywie 15. komora niskiego ciĞnienia 16. sprĊĪyna 17. tarcza przesuwna 18. tarcza przesuwna 19. prowadnica 20. korpus 21. obejma 22. przegub 23. wideáki 24. przegub 25. trzpieĔ wibratora 26. cylinder pneumatyczny 27. táok 28. belka oporowa 29. wkrĊt regulacyjny 30. ciĊgno 31. silnik elektryczny 32. sprzĊgáo 33. rama 34. podpora P-P powierzchnia Ğlizgowa PL 207 556 B1 Rysunki 5 6 PL 207 556 B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,46 zá (w tym 23% VAT)