Conjunto de junta mecánica de estanqueidad.

Un soporte (110) para un elemento de sellado giratorio ( 20 ) en un conjunto de junta mecánica de división ( 10 ) ,

que comprende :

un cuerpo anular que comprende al menos dos de apareamiento , arqueada segmentos de soporte ( 112, 114 ) ; y

una superficie radialmente escalonada interior ( 124 ) en el cuerpo anular, la superficie radialmente interior ( 124 )que incluye una ranura de retención ( 189 ) formada en una pared que se extiende axialmente de la superficieinterior ( 124 ) para el asentamiento de una porción radialmente exterior de un elemento de sellado ( 188 ),caracterizado en que las ranuras de retención ( 189 ) se curvan en dos dimensiones

Conjunto de junta mecánica de estanqueidad.

Campo de la invención La presente invención se refiere a un conjunto de prensaestopas para sellar herméticamente un árbol o una varilla en relación con un componente de alojamiento. La presente invención se refiere en general a juntas mecánicas de estanqueidad. Más particularmente, la presente invención se refiere a juntas mecánicas de estanqueidad divididas universales que ofrecen fuertes capacidades de estanqueidad bajo diferentes condiciones de funcionamiento.

Antecedentes de la invención Los conjuntos de juntas mecánicas de estanqueidad convencionales se emplean en una amplia variedad de entornos y configuraciones, tales como, por ejemplo, en aparatos mecánicos, para proporcionar una junta estanca a fluidos. Los conjuntos de estanqueidad se sitúan generalmente sobre un árbol o varilla de giro que se monta en y sobresale de un alojamiento mecánico estacionario.

Las juntas mecánicas de estanqueidad divididas se emplean en una amplia variedad de aparatos mecánicos para proporcionar una junta hermética a presión y estanca a fluidos. La junta mecánica de estanqueidad se sitúa generalmente sobre un árbol giratorio que se monta en y que sobresale de un alojamiento estacionario. La junta está por lo general atornillada al alojamiento en el árbol de salida, evitando de este modo la pérdida de fluido de proceso a presión procedente del alojamiento. Las juntas mecánicas de estanqueidad divididas convencionales incluyen juntas mecánicas de estanqueidad de tipo cara, que incluyen un par de anillos de estanqueidad que están dispuestos concéntricamente alrededor del árbol, y separados axialmente uno de otro. Cada uno de los anillos de estanqueidad tiene superficies de contacto que se desvían en contacto estanco entre sí. Por lo general, un anillo de estanqueidad permanece estacionario, mientras que el otro anillo entra en contacto con el árbol y gira con el mismo. La junta mecánica de estanqueidad evita la fuga de fluido de proceso a presión al entorno externo desviando las caras de estanqueidad del anillo de estanqueidad en contacto estanco entre sí. El anillo de estanqueidad giratorio se monta generalmente en un conjunto de soporte que se dispone en una cámara formada por un conjunto de prensaestopas. El conjunto de soporte puede tener un par de mitades de soporte fijadas entre sí mediante un tornillo. Del mismo modo, el conjunto de prensaestopas puede tener un par de mitades del prensaestopas también aseguradas entre sí mediante un tornillo. Los anillos de estanqueidad se dividen, a menudo, en segmentos, teniendo cada segmento un par de caras de estanqueidad, lo que da como resultado que cada anillo sea un anillo dividido que se puede montar sobre el árbol sin la necesidad de liberar un extremo de los extremos del árbol.

Las juntas mecánicas de estanqueidad divididas anteriores tienen componentes giratorios y estacionarios montados alrededor del árbol y atornillados después en el equipo a sellar herméticamente. Una cara de estanqueidad giratoria se inserta en una abrazadera de metal giratoria después que los segmentos se ensamblan alrededor del árbol. A continuación, los segmentos de la cara estacionaria y los segmentos del prensaestopas se ensamblan y el conjunto de prensaestopas dividido se atornilla después al alojamiento de la bomba.

Los diseños anteriores de juntas mecánicas de estanqueidad divididas plantean diversos problemas. Un primer problema con los diseños anteriores de juntas mecánicas de estanqueidad divididas se refiere a la inserción del anillo de estanqueidad giratorio en el conjunto de soporte que se sujeta alrededor del árbol. Una junta tórica cierra herméticamente la cara de estanqueidad giratoria en el soporte sujetado en una dirección axial. La cara de estanqueidad giratoria se debe empujar en un espacio reducido dentro del soporte sujetado y algunas dificultades pueden encontrarse a menudo. La junta tórica elastomérica que cierra herméticamente la cara de estanqueidad giratoria en el soporte tiene que comprimirse para el sellado hermético, y una cierta cantidad de fuerza se requiere para insertar la cara de estanqueidad dentro del soporte sujetado. Además, dado que la junta tórica tiende a agarrar el anillo de estanqueidad e inhibir el deslizamiento, la cara de estanqueidad giratoria de los diseños de conjuntos de juntas mecánicas de estanqueidad de la técnica anterior tiene una tendencia a "saltar" después de insertarse. Adicionalmente, el movimiento de la junta tórica cuando se instala puede dar como resultado una junta tórica dispuesta en una posición en ángulo, en lugar de una posición vertical más preferida en relación con el anillo de estanqueidad giratorio. A partir de la posición en ángulo, sería necesario que el instalador mueva la junta tórica de nuevo a la posición original, lo que es difícil. Este proceso puede requerir diversos intentos durante la instalación para tener la cara de estanqueidad giratoria situada correctamente dentro del soporte sujetado.

Otra consideración importante es mantener la perpendicularidad de la cara de estanqueidad giratoria con respecto al árbol para un funcionamiento suave. Es muy posible tener un lado de la cara de estanqueidad giratoria aún más dentro del soporte sujetado que el otro lado. El resultado es una condición de fuera de la perpendicularidad de la cara de estanqueidad giratoria con respecto al árbol del eje. Esto a su vez crea un movimiento de ida y vuelta del anillo de estanqueidad estacionario, ya que se inclina de un lado a otro con el fin de realizar el seguimiento del anillo de estanqueidad giratorio con cada revolución del árbol. Si es lo bastante importante, esto puede dar como resultado en una vida de junta acortada.

US-A-5961122 da a conocer un conjunto de junta mecánica dividida que comprende un anillo de sello giratorio montado dentro de un soporte, según el preámbulo de la reivindicación 1, en el que una ranura de retención se proporciona en una porción radialmente exterior de un elemento de sellado de junta tórica. La presente invención, tal como se describe a continuación proporciona un soporte para un anillo de junta rotativa que difiere de la descrita en la US-5961122, al menos, en que las curvas de ranura de retención en dos dimensiones, hay-al permitir que el elemento de sellado junta tórica y el anillo de sello giratorio asociado para ser recibido y retenido en una posición óptima.

US-A-5571268 da a conocer un conjunto de junta mecánica dividida que comprende un sello giratorio montado dentro de un soporte de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Un problema experimentado con diseños anteriores de juntas mecánicas de estanqueidad divididas se produce cuando se aplica un par excesivo a los tornillos del prensaestopas mientras se aprieta la prensaestopas de la junta en el alojamiento de la bomba o de otro equipo. Este problema es más grave cuando se utilizan sólo dos tornillos del prensaestopas. Dado que dos y cuatro configuraciones de pernos son los diseños de pernos más comunes, las ranuras de pernos no se proporcionan normalmente en una ubicación uniforme simétrica con respecto a las divisiones del prensaestopas. En efecto, cuando se utilizan dos pernos la ubicación de perno más lógica sería tenerlos situados a 90 grados de la división. Sin embargo, si esto se hiciera, cuando se utilizan cuatro pernos, los otros dos pernos estarían situados a la derecha en la división, lo que es indeseable. Para evitar que esto ocurra diseño, las ranuras se sitúan en cualquier parte de aproximadamente 15 a 45 grados de la línea de división.

Por lo tanto, cuando se utilizan sólo dos pernos para el conjunto de prensaestopas, la carga sobre las mitades del prensaestopas no es simétrica o uniforme con respecto al plano de división. La junta de la cara que se comprime entre la prensaestopas y el alojamiento es típicamente de un material elastomérico que es lo suficientemente resistente como para proporcionar una junta de estanqueidad. Dada la naturaleza irregular de la carga de sujeción, la fuerza de apriete deberá transmitirse a cada lado de la división por el mecanismo de unión de las mitades del prensaestopas. Estos son típicamente un pasador de alineación y un tornillo de fijación tangencial al diámetro exterior del árbol (en comparación con la dirección axial de los tornillos del prensaestopas) . Los pasadores de alineación son bastante pequeños en relación con las fuerzas aplicadas, y por lo tanto no pueden asegurar que las mitades del prensaestopas no se deslizarán una contra la otra distorsionando con ello el pasador de alineación y las mitades del prensaestopas. El resultado es doble: primero hay una reducción en la capacidad de estanqueidad de las juntas entre... [Seguir leyendo]

. Un soporte (110) para un elemento de sellado giratorio ( 20 ) en un conjunto de junta mecánica de división ( 10 ) , que comprende :

un cuerpo anular que comprende al menos dos de apareamiento , arqueada segmentos de soporte ( 112, 114 ) ; y

una superficie radialmente escalonada interior ( 124 ) en el cuerpo anular, la superficie radialmente interior ( 124 ) que incluye una ranura de retención ( 189 ) formada en una pared que se extiende axialmente de la superficie interior ( 124 ) para el asentamiento de una porción radialmente exterior de un elemento de sellado ( 188 ) , caracterizado en que las ranuras de retención ( 189 ) se curvan en dos dimensiones.

. El soporte ( 110 ) de la reivindicación 1 en el que la superficie radialmente interior ( 124 ) del soporte (110) tiene una primera cara inclinada ( 124a ) que se extiende radialmente y axialmente hacia el interior desde un extremo hacia adelante axialmente ( 111 ) del soporte ( 110 ) , en el que la primera cara inclinada ( 124a ) se extiende en un primer ángulo con respecto a un eje longitudinal ( 13 ) del Conjunto de junta mecánica de estanqueidad ( 10 ) .

. El soporte ( 110 ) de la reivindicación 2 , en el que la superficie radial interior ( 124 ) del soporte (110) tiene una segunda cara inclinada ( 124b ) que se extiende radialmente y axialmente hacia el interior desde la primera cara inclinada ( 124a ) , la segunda cara inclinada ( 124b ) que se extiende en un segundo ángulo con relación a un eje longitudinal ( 13 ) del conjunto de junta mecánica de estanqueidad ( 10 ) .

. El soporte ( 110 ) de la reivindicación 3 , en el que

( i) el segundo ángulo es menor que el primer ángulo , o

( ii ) en el que el segundo ángulo está entre aproximadamente 2 y 10 grados , opcionalmente entre aproximadamente 3 y 4 grados , opcionalmente aproximadamente 3, 5 grados , o

( iii ) en la que se forma la ranura de retención ( 189 ) en la segunda superficie inclinada ( 124b ) ,

. El soporte ( 110 ) de la reivindicación 2 , en el que el primer ángulo está comprendido entre aproximadamente 10 y 20 grados , opcionalmente aproximadamente 15 grados .

. El soporte ( 110 ) de la reivindicación 1 , en el que un lado axialmente interior ( 189 ) de la ranura de retención ( 189 ) está radialmente hacia el interior de un lado axialmente exterior ( 189B ) de la ranura de retención ( 189 )

. El soporte ( 110 ) de la reivindicación 3 , que comprende además una superficie plana que se extiende axialmente ( 124C ) que se extiende desde la segunda cara inclinada ( 124b ) a una pared que se extiende radialmente hacia dentro ( 132 ) en la superficie interior ( 124 ) .

. El soporte ( 110 ) de la reivindicación 1 en el que el elemento de sellado ( 188 ) tiene un diámetro y la ranura de retención ( 189 ) tiene una profundidad que es de entre aproximadamente 0, 02 y 0, 10 del diámetro del elemento de sellado ( 188 ) , opcionalmente en el que el relación entre la profundidad de la ranura de retención ( 189 ) y el diámetro del elemento de sellado ( 188 ) está entre aproximadamente 0, 03 y 0, 05 .

. El soporte ( 110 ) de la reivindicación 1 , en el que el elemento de sellado ( 188 ) tiene un diámetro , un arco formando la configuración de la ranura de retención ( 189 ) tiene un radio , y la relación entre el radio y el diámetro está entre aproximadamente 0, 25 y alrededor de 0, 50 , en el que opcionalmente la proporción es de entre aproximadamente 0, 3 y 0, 4 .

. Un soporte ( 110 ) para un elemento de sellado giratorio ( 20 ) en un conjunto de junta mecánica de división ( 10 ) , que comprende :

un cuerpo anular que comprende al menos dos segmentos de soporte de acoplamiento arqueadas ( 112, 114 ) que se acoplan para formar el cuerpo anular ; y

una superficie inferior escalonada ( 124 ) en el cuerpo anular , la superficie inferior detenido ( 124 ) que incluye una primera cara inclinada ( 124a ) que se extiende radialmente y axialmente hacia el interior desde un extremo hacia adelante axialmente ( 111 ) del soporte ( 110 ) , la primera pendiente la cara (124a ) que se extiende en un primer ángulo con respecto a un eje longitudinal ( 13 ) del Conjunto de junta mecánica de estanqueidad ( 10 ) , y caracterizado por una segunda cara inclinada ( 124b ) que se extiende radialmente y axialmente hacia el interior desde la primera cara inclinada ( 124a ) , la segunda cara en pendiente que se extiende en un segundo ángulo con relación a un eje longitudinal ( 13 ) del Conjunto de junta mecánica de estanqueidad ( 10 ) .

. El soporte ( 110 ) de la reivindicación 10 , en el que el segundo ángulo ¡ s menor que el primer ángulo .

. El soporte ( 110 ) de la reivindicación 10 , en el que el primer ángulo está comprendido entre aproximadamente 10 y 20 grados , opcionalmente aproximadamente 15 grados , opcionalmente aproximadamente 15 grados .

. El soporte ( 110 ) de la reivindicación 10 , en el que el segundo ángulo es de entre aproximadamente 2 y 10 grados , opcionalmente entre aproximadamente 3 y 4 grados , opcionalmente aproximadamente 3, 5 grados .

14 . El soporte ( 110 ) de la reivindicación 10 , que comprende además una ranura de retención ( 189 ) formada en la superficie inferior ( 124 ) del cuerpo anular para recibir una parte radialmente exterior de una junta tórica ( 188 ) , en el que opcionalmente la ranura de retención ( 189 ) está curvada en dos direcciones , o en el que la ranura de retención ( 189 ) está formada en la segunda cara inclinada ( 24b) , de tal manera que un lado axialmente interior ( 189 ) de la ranura de retención ( 189 ) está radialmente hacia el interior de un exterior axialmente lado ( 189 B ) de la ranura de retención ( 189 ) .

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

Esta lista de referencias citadas por el solicitante es para conveniencia del lector. No forma parte del documento de la Patente Europea. Aunque se ha tenido mucho cuidado en la compilación de las referencias, no pueden exluirse errores u omisiones y la EPO declina responsabilidades por este asunto.

Documentos de patentes citadas en la descripción