(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)