Un montaje de junta de tipo laberinto para sellar un árbol rotatorio que entra en un alojamiento,

que comprende:

a. un alojamiento (11);

b. un estator (14) que rodea a un árbol (10) y está fijo con el alojamiento (11), teniendo dicho estator (14) un cuerpo principal y una proyección (19) que se prolonga tanto axial como radialmente más allá de dicho cuerpo principal;

c. un rotor (13) que rodea dicho árbol (10) y que está conectado de modo rotativo con dicho árbol (10); teniendo dicho rotor (13) una prolongación radial;

d. dicho rotor (13) y dicho estator (14) apoyados entre sí sobre dicho árbol (10) de modo que definen un hueco de la interfaz (20, 21) entre ambos; caracterizado porque dicha prolongación radial del rotor se prolonga radialmente hacia fuera más allá de la proyección radial (19) de dicho estator (14) y encierra a la proyección (19)

Montaje de junta para árbol mejorada.

La presente invención se refiere generalmente a dispositivos de estanqueidad para un árbol para su uso con equipamiento rotatorio. El mantenimiento adecuado de equipo rotatorio es difícil de alcanzar debido a los ciclos extremos de trabajo del equipo, la disminución de los factores de servicio, diseño y la ausencia de equipo rotatorio de repuesto en muchas plantas de procesamiento. Esto es especialmente cierto en el caso de husillo de máquina-herramienta, rodillos de la parte húmeda de máquinas para fabricar papel, laminadoras de aluminio y bombas de enfriado por vapor y otro equipo que utiliza contaminación extrema que afecta a la lubricación.

Han sido utilizadas diversas formas de dispositivos de estanqueidad para árboles con el fin de intentar proteger la integridad del entorno de rodamientos, incluyendo juntas de reborde de caucho, juntas de laberinto con holgura, y juntas de atracción magnética.

Las juntas de reborde o tóricas se pueden desgastar rápidamente y fallar, y son conocidas asimismo por permitir que cantidades excesivas de humedad y otros contaminantes emigren al interior del reservorio de aceite del equipo operativo incluso antes de que ocurra un fallo en la interfaz entre el rotor y el estator.

Las juntas de tipo laberinto que implican anillos de estator y rotor relacionados estrechamente, que no hacen contacto entre sí pero definen pasajes de laberinto entre ellos, han sido diseñadas y utilizadas y se ilustran en las patentes norteamericanas nº 4.706.968, 4.989.883; 5.069.461, de Orlowski, y en las patentes adicionales de Orlowski citadas en las mismas. Como se describe en las patentes norteamericanas nº 4.989.883 y 5.069.461, de Orlowski, se divulgan mejoras en juntas de laberinto, lo que incluye la utilización de diversas formas de juntas tóricas para mejorar la acción estática de sellado cuando el árbol está en reposo, y se proporciona acción dinámica de sellado sin contacto cuando el árbol está girando.

Mejoras de estas juntas de laberinto y juntas tóricas se describen en las patentes norteamericanas nº 5.378.000 y 522.601 A5. Aquí el aislante o junta proporciona un anillo de sellado insertado en rehundidos en el rotor y el estator para bloquear entre sí el rotor y el estator en una dirección axial. Este bloqueo real del rotor y el estator reduce dramáticamente la posibilidad de migración del rotor desde el estator. La resultante es una variación reducida del hueco de la interfaz radial respecto al que existía anteriormente entre el rotor y el estator.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar una mejora para juntas o aislantes de rodamientos para evitar fugas de lubricante y entrada de contaminantes, encerrando el estator dentro del rotor para crear una interfaz dirigida hacia el eje en la extremidad radial del rotor. Las juntas del estado de la técnica anterior tradicionalmente tenían la interfaz entre el rotor y el estator expuesta radialmente a los contaminantes o lubricantes en la extremidad radial de la junta.

La proyección de una porción axial del estator en el rotor ha sido expandida radialmente. Esta proyección o miembro protuberante del estator en el rotor ha sido expandida radialmente más allá del diámetro de la porción principal del cuerpo del estator.

El rotor y el rebajo en el rotor, que anteriormente rodeaba la proyección o inserción del estator, se prolonga asimismo radialmente más allá de la porción principal del estator. El rotor ahora encierra al estator, o a una porción sustancial de la proyección del estator, de tal modo que la interfaz presentada a la entrada de lubricante o contaminantes está encarada axialmente y hacia atrás. La interfaz encarada axialmente presenta un acceso limitado al interior de la junta y una interfaz dimensional constante entre el rotor y el estator, independientemente de cualquier movimiento axial del rotor con respecto al estator.

Se puede mecanizar un surco en el estator para acentuar la prolongación radial novedosa del rotor y el estator. Este surco mejora la capacidad de la junta de evitar la entrada de contaminantes en el hueco de la interfaz axial entre el rotor y el estator.

Esta mejora novedosa, esto es, el encapsulado del estator por el rotor, permite que el hueco de la interfaz entre las porciones accesibles del estator y el rotor sea de una dimensión predeterminada. La mejora significa asimismo que no existe fluctuación o variación en el hueco de la interfaz como resultado de cualquier movimiento axial relativo entre el rotor y el estator.

Esta junta o aislante de rodamientos novedosa funcionará para mejorar ampliamente el rechazo o entrada de contaminantes en el hueco de la interfaz entre el rotor y el estator. La entrada en el hueco de la interfaz está encarada o dirigida hacia fuera del flujo normal de contaminantes, esto es, a lo largo del eje del árbol hacia el alojamiento. El hueco de la interfaz puede ser mecanizado para alcanzar tolerancias extremadamente estrechas, ya que no existe movimiento radial entre el rotor y el estator y cualquier movimiento axial no afecta a la interfaz.

Otros objetos, modos de realización ventajosos de la invención serán aparentes tras la lectura de la siguiente descripción detallada y con referencia a los dibujos y a las patentes del estado de la técnica anterior.

Breve descripción de los dibujos

La fig. 1 es una vista en sección transversal que muestra la estructura de junta del estado de la técnica anterior con un árbol.

La fig. 2 es una vista en sección transversal que muestra la estructura de junta mejorada de la presente invención con un árbol.

Descripción detallada de los modos de realización preferidos de la invención

La fig. 1 muestra el estado de la técnica anterior que tiene el máximo control sobre el movimiento axial relativo entre rotor y estator. El estado de la técnica anterior tenía esencialmente el hueco interfacial abierto radialmente sustancialmente a lubricación o contaminantes, como se muestra la fig. 1.

La novedad de la presente invención es como se muestra en la fig. 2 y se describe aquí. La invención puede ser utilizada asimismo en juntas o aislantes de rodamientos que utilizan tan sólo laberintos, como se muestra en gran parte del estado de la técnica referido.

Debe notarse, como se muestra en la fig. 2, que la posición del hueco con respecto a superficies de rotor y estator y la dirección del hueco de la interfaz de abertura son ambos importantes para la presente invención.

En la fig. 1, el movimiento axial del rotor 13 con relación al estator 14 cambiará el tamaño de los huecos de la interfaz radial 20 y 21. El hueco de la interfaz radial 21 recibe asimismo contaminantes, especialmente en condiciones extremas presentadas a las superficies 13a y 14a del rotor 13 y del estator 14, independientemente de la dimensión del hueco de la interfaz 21.

Como se muestra en la fig. 2, la presente invención prolonga el rotor 13 radialmente más allá del diámetro principal del estator 14. Esto permite que el rotor 13 rodee la proyección 19 asimismo prolongada radialmente del estator 14. Es importante que esta proyección radial del rotor 13 se prolongue más allá de la dimensión radial básica del estator 14. Esto requiere alejarse del estado de la técnica anterior, en el que el rotor 13 era coextensivo radialmente con el diámetro principal del estator 14.

El hueco de la interfaz 21 entre el rotor 13 y el estator 14 que se expone a contaminación o lubricantes está ahora fijo en dimensión y es independiente de cualquier movimiento axial relativo entre el rotor 13 y el estator 14. El hueco de la interfaz 20 está todavía sometido a variaciones en dimensión por cualquier movimiento relativo entre el rotor 13 y el estator 14. Este movimiento relativo no es significativo para el funcionamiento, en tanto en cuanto tan sólo una pequeña cantidad de contaminantes ha sido capaz de entrar en el laberinto debido al tamaño y posición del hueco de la interfaz. La retirada de variaciones del hueco de la interfaz 21 es más importante en juntas en las que el estator 13 y el rotor 14 no tienen el movimiento relativo restringido.

La orientación de la abertura del hueco de la interfaz 21 es importante independientemente del movimiento relativo entre el rotor y el estator. El hueco de la interfaz 21 que está orientado axialmente para controlar la entrada de contaminantes es nuevo e importante. La abertura del hueco de la interfaz 21 está ahora encarada hacia atrás hacia el alojamiento...

1. Un montaje de junta de tipo laberinto para sellar un árbol rotatorio que entra en un alojamiento, que comprende:

2. Una junta de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el hueco de la interfaz (21) tiene un espacio radial entre dicha prolongación radial del rotor y dicha porción prolongada radialmente (19) de la proyección del estator, y el espacio radial (21) forma un primer pasaje axial.

3. Una junta de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el primer pasaje axial (21) se abre a un espacio en dicho estator (14) y se encara con el cuerpo del estator entre dicho alojamiento (11) y las prolongaciones radiales del rotor y el estator.

4. Una junta de acuerdo con la reivindicación 3, en la que dicha dimensión de dicho primer pasaje axial (21) es constante.

5. Una junta de acuerdo con la reivindicación 4, en la que la dimensión de dicho primer pasaje axial (21) está predeterminada.

6. Una junta de acuerdo con la reivindicación 3, en la que dicha abertura de dicho primer pasaje axial (21) se encara alejándose del refrigerante inyectado, de dicha prolongación del rotor y hacia dicho alojamiento (11).

7. Una junta de acuerdo con la reivindicación 2, en la que dicho cuerpo principal de dicho estator (14) rodea a una porción de dicho rotor (3).

8. Una junta de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el radio de una superficie interna radial de la prolongación radial del rotor que encierra a dicho estator (14) es mayor que el radio de una superficie exterior de dicha porción extendida radialmente (19) de la proyección de dicho estator (14).

9. Una junta de acuerdo con la reivindicación 1, en la que existe al menos un laberinto formado entre el cuerpo principal de dicho estator (14) y el cuerpo principal de dicho rotor (13).

10. Una junta de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el movimiento axial relativo entre dicho rotor (13) y dicho estator (14) está impedido.

11. Una junta de acuerdo con la reivindicación 1, en la que está formado por un surco en dicho cuerpo principal de dicho estator (14), aumentando dicho surco la porción prolongada radialmente (19) de la proyección de dicho estator (14).

12. Un procedimiento para sellar un árbol que sale de un alojamiento, procedimiento que comprende:

13. El procedimiento de la reivindicación 12, que incluye al menos un laberinto entre el rotor (13) y el cuerpo principal del estator (14).

14. El procedimiento de la reivindicación 13, que incluye las etapas de conectar el estator con el rotor (13) para evitar el movimiento axial relativo entre el estator (13) y el rotor (14).