Disposición de estanqueidad doble.

Disposición de doble estanqueidad, en particular para la estanqueidad de un compresor de gas,

que comprende

- una primera disposición mecánica de estanqueidad (30) con una pareja de anillos deslizantes (31, 32) quecooperan entre sí, de los que uno está previsto para girar en común con un componente rotativo (60) y elotro está bloqueado en rotación sobre un componente estacionario o carcasa (1),

- una segunda disposición mecánica de estanqueidad (40) por lo menos con una pareja de anillosdeslizantes (4, 5) que cooperan entre sí, de los que uno está previsto para girar en común con elcomponente rotativo o árbol (60) y el otro está bloqueado en rotación sobre el componente estacionario ocarcasa (1), uno de los anillos deslizantes (4) es móvil axialmente y pretensado axialmente con una fuerzade pretensado contra el otro anillo deslizante (5) referido, la fuerza de pretensado puede ser transmitida alanillo deslizante (4) referido por un anillo de transmisión de fuerza (10) para prentesar juntos en inicioestanco las superficies de deslizamiento (7, 8) giradas una hacia la otra de los anillos deslizantes (4, 5)entre los cuales se forma en funcionamiento una hendidura de estanqueidad, la segunda disposiciónmecánica de estanqueidad (40) presenta un par de superficies circunferenciales de guiado (16, 18)coaxiales que limitan entre ellas un espacio anular de guiado (2) en el cual el anillo de transmisión de fuerza(10) y por lo menos una zona axial (3) del anillo deslizante (4) son recibidos, y con una disposición deestanqueidad secundaria (50) para hacer estanco el anillo deslizante móvil axialmente (4) con relación a lassuperficies circunferenciales de guiado (16, 18) que guían el movimiento del anillo deslizante y del anillo detransmisión de fuerza (10), el anillo deslizante móvil axialmente (4) está desprovisto de ranuras o análogospara la recepción de elementos secundarios de estanqueidad, y la disposición de estanqueidad secundaria(50) está prevista sobre el anillo de transmisión de fuerza (10) y comprende por lo menos un elemento deestanqueidad anular (13, 13 ') de material elástico, que se mantiene sobre el anillo de transmisión de fuerza (10) cerca de su circunferencia y de su superficie de extremo (15) girada hacia el anillo deslizante (4) de talmodo que sobrepasa el anillo de transmisión de fuerza (10) por lo menos axialmente y que sea deformableradialmente más allá de la circunferencia de la superficie de extremo (15) bajo el efecto de la fuerza depretensado y pueda ponerse en disposición estanca al mismo tiempo con el anillo deslizante (4) y lasuperficie circunferencial de guiado (16, 18), caracterizada por que, sin acción de la fuerza de pretensadoesta disposición es esencialmente impedida, la disposición de estanqueidad secundaria (50) comprende unpar de elementos de estanqueidad (13, 13 ') de los que uno se mantiene cerca de la circunferencia interior yel otro cerca de la circunferencia exterior del anillo de transmisión de fuerza (10) de la superficie de extremo(15) girada hacia el anillo deslizante (4) pudiendo uno de los elementos de estanqueidad 13 ponerse endisposición estanca con una de las superficies circunferenciales de guiado (16) y el otro (13 ') con la otrasuperficie circunferencial de guiado (18), mientras que los elementos de estanqueidad (13, 13 ') limitan almismo tiempo circunferencialmente una zona de espacio intersticial (17) sobre la superficie de extremo (15)girada hacia el anillo deslizante (4).

Disposición de estanqueidad doble [0001] La invención se refiere a una disposición de estanqueidad doble con una primera y una segunda disposición de estanqueidad de anillo deslizante y, en particular, a una disposición de estanqueidad de anillo deslizante con al menos una pareja de anillos deslizantes que cooperan entre sí, de los que uno es axialmente móvil y está axialmente pretensado respecto al otro anillo deslizante y con una disposición de estanqueidad suplementaria para estanqueizar el anillo deslizante axialmente móvil respecto a al menos una superficie circunferencial guía de un elemento guía que guía el movimiento del anillo deslizante y de un anillo de transmisión de fuerza previa. Una disposición de estanqueidad de anillo deslizante de este tipo se conoce p.ej. por el documento US 3 479 039 A.

En la disposición de estanqueidad de anillo deslizante conocida, la estanqueización del anillo deslizante respecto a una carcasa se realiza mediante anillos en O, que están alojados en ranuras en el anillo deslizante. También es conocido (documento WO 2006/040865) , prever uno o varios anillos en O entre una carcasa y la circunferencia del anillo deslizante en escotaduras abiertas en el extremo axial en el anillo deslizante o en la carcasa. En cualquier caso, el efecto de estanqueidad de los anillos en O está basado en una sobremedida que ha de preverse respecto a la rendija que ha de ser estanqueizada, de modo que se produce un movimiento axial del anillo deslizante contra elevadas resistencias de rozamiento, por lo que está correspondientemente limitada la movilidad importante para la función del anillo deslizante.

Unas disposiciones de estanqueidad doble se usan por ejemplo para la estanqueización de compresores de gas. Aquí, una primera disposición de estanqueidad de anillo deslizante y una segunda disposición de estanqueidad de anillo deslizante están dispuestas una tras otra en la dirección axial en un árbol. La segunda disposición de estanqueidad de anillo deslizante, dispuesta a continuación de la primera disposición de estanqueidad de anillo deslizante presenta en la mayoría de los casos la misma construcción y sirve en particular para la seguridad en caso de un fallo de la primera disposición de estanqueidad de anillo deslizante. Esta disposición de estanqueidad doble está separada además por una tercera junta de estanqueidad, como p.ej. una junta de estanqueidad de anillo flotante, de un apoyo del árbol. Esta tercera junta de estanqueidad está dispuesta a continuación de la disposición de estanqueidad doble visto en la dirección axial y sirve, por lo tanto, para estanqueizar el aceite para apoyos respecto a la zona de la segunda disposición de estanqueidad de anillo deslizante. Por lo tanto, resulta una longitud de construcción axial grande de las juntas de estanqueidad en el árbol. No obstante, en particular, en el caso de los compresores de gas es muy importante una longitud de construcción lo más corta posible.

El documento EP 1 253 359 A2 muestra una disposición de estanqueidad doble según el preámbulo de la reivindicación 1.

Además, se conoce por el documento GB 2 045 875 A una junta de estanqueidad de anillo deslizante sencilla, que muestra una pareja de anillos en O y un anillo de transmisión de fuerza, que estanqueizan en un lado posterior de un anillo deslizante. Un resorte ejerce una fuerza axial sobre el anillo de transmisión de fuerza, para permitir una estanqueización en superficies circunferenciales guía de los anillos en O.

La invención tiene el objetivo de crear una disposición de estanqueidad doble, que presente una longitud de construcción axial acortada y que comprenda una disposición de estanqueidad de anillo deslizante, en la que la movilidad axial del anillo deslizante en cuestión no sea perjudicada por la disposición de estanqueidad suplementaria o solo en una medida sustancialmente menor, simplificándose al mismo tiempo el montaje.

Este objetivo se consigue mediante las características de la reivindicación 1.

La disposición de estanqueidad doble según la invención presenta la ventaja de que puede prescindir de una tercera junta de estanqueidad dispuesta a continuación de las disposiciones de estanqueidad de anillo deslizante visto en la dirección axial. Gracias a ello, la disposición de estanqueidad doble puede presentar una longitud de construcción axial muy corta. Esto se consigue según la invención porque en una segunda disposición de estanqueidad de anillo deslizante está prevista una disposición de estanqueidad suplementaria en un anillo de transmisión de fuerza, mientras que el anillo deslizante axialmente móvil propiamente dicho está exento de ranuras o sim. para el alojamiento de elementos de estanqueidad suplementarios, como anillos en O. Por lo tanto, no queda perjudicada la movilidad axial del anillo deslizante por elementos de estanqueidad suplementarios de este tipo. La disposición de estanqueidad suplementaria está prevista, por lo tanto, en la dirección axial de un árbol entre la primera y la segunda disposición de estanqueidad de anillo deslizante. En el anillo de transmisión de fuerza están fijados y dispuestos de una forma determinada los elementos de estanqueidad suplementarios, que preferiblemente son anillos en O, de modo que no se produce un efecto de estanqueidad radial en un grado notable hasta que los elementos de estanqueidad suplementarios estén sometidos a una fuerza axial, que produce una expansión radial de los elementos de estanqueidad suplementarios. Por lo tanto, los elementos de estanqueidad suplementarios no tienen que presentar una sobremedida respecto a la rendija que estanqueizan, de modo que el anillo de transmisión de fuerza puede moverse axialmente junto con los elementos de estanqueidad suplementarios respecto a la superficie a estanqueizar, sin impedimentos por resistencias de rozamiento. Esto facilita sustancialmente el montaje de la disposición de estanqueidad de anillo deslizante y garantiza, además, que la estanqueización radial pueda adaptarse de forma selectiva a los requisitos de la disposición de estanqueidad de anillo deslizante en cuestión, pudiendo usarse a pesar de ello elementos de estanqueidad suplementarios corrientes en el mercado. Una característica de la invención es que los elementos de estanqueidad suplementarios sobresalen una medida pequeña en la dirección axial del anillo de transmisión de fuerza, creándose de este modo un contacto entre el anillo de transmisión de fuerza y el anillo deslizante, que no es rígido, sino elásticamente flexible. Gracias a ello, el anillo deslizante puede realizar dentro de unos límites determinados un cambio de posición respecto al anillo de transmisión de fuerza, lo cual tiene un efecto autocompensador en la configuración de la rendija de estanqueidad, de modo que ésta mantiene la configuración deseada. La fuerza previa actúa, por consiguiente, según la invención a través del anillo de transmisión de fuerza y los elementos de estanqueidad suplementarios sobre el anillo deslizante y prácticamente no queda reducida por los elementos de estanqueidad suplementarios.

Según una variante de la invención puede estar previsto, además, que haya una abertura de paso axial en el anillo de transmisión de fuerza y que esté previsto, por otro lado, un pasaje de flujo en el anillo deslizante, que desemboca en un entalladura que favorece la rendija de estanqueidad o una escotadura en la superficie del anillo deslizante. Gracias a ello, a través del anillo de transmisión de fuerza puede conducirse un medio de presión a la escotadura que favorece la rendija de estanqueidad, para hacer que se forme a tiempo una rendija de estanqueidad entre los anillos deslizantes de la pareja de anillos deslizantes que cooperan entre sí. En este momento, el anillo de transmisión de fuerza permanece en un estado descargado de presión respecto al medio de presión. Respecto a otras variantes se remite a las reivindicaciones.

De forma especialmente preferible, una estructura de la primera disposición de estanqueidad de anillo deslizante corresponde a una estructura de la segunda disposición de estanqueidad de anillo deslizante. Gracias a esta medida puede reducirse, en particular, aún más una longitud de la disposición de estanqueidad doble en la dirección axial de un árbol. Esto es posible porque en la primera disposición de estanqueidad de anillo deslizante también puede renunciarse a una junta laberíntica adicional hasta ahora usada en el estado de la técnica. Gracias a la disposición de estanqueidad de anillo deslizante en tándem con dos disposiciones de estanqueidad de anillo deslizante que presentan la misma estructura, en comparación con la técnica, que además de dos disposiciones de estanqueidad... [Seguir leyendo]

1. Disposición de doble estanqueidad, en particular para la estanqueidad de un compresor de gas, que comprende

- una primera disposición mecánica de estanqueidad (30) con una pareja de anillos deslizantes (31, 32) que cooperan entre sí, de los que uno está previsto para girar en común con un componente rotativo (60) y el otro está bloqueado en rotación sobre un componente estacionario o carcasa (1) ,

- una segunda disposición mecánica de estanqueidad (40) por lo menos con una pareja de anillos deslizantes (4, 5) que cooperan entre sí, de los que uno está previsto para girar en común con el componente rotativo o árbol (60) y el otro está bloqueado en rotación sobre el componente estacionario o carcasa (1) , uno de los anillos deslizantes (4) es móvil axialmente y pretensado axialmente con una fuerza de pretensado contra el otro anillo deslizante (5) referido, la fuerza de pretensado puede ser transmitida al anillo deslizante (4) referido por un anillo de transmisión de fuerza (10) para prentesar juntos en inicio estanco las superficies de deslizamiento (7, 8) giradas una hacia la otra de los anillos deslizantes (4, 5) entre los cuales se forma en funcionamiento una hendidura de estanqueidad, la segunda disposición mecánica de estanqueidad (40) presenta un par de superficies circunferenciales de guiado (16, 18) coaxiales que limitan entre ellas un espacio anular de guiado (2) en el cual el anillo de transmisión de fuerza

(10) y por lo menos una zona axial (3) del anillo deslizante (4) son recibidos, y con una disposición de estanqueidad secundaria (50) para hacer estanco el anillo deslizante móvil axialmente (4) con relación a las superficies circunferenciales de guiado (16, 18) que guían el movimiento del anillo deslizante y del anillo de transmisión de fuerza (10) , el anillo deslizante móvil axialmente (4) está desprovisto de ranuras o análogos para la recepción de elementos secundarios de estanqueidad, y la disposición de estanqueidad secundaria

(50) está prevista sobre el anillo de transmisión de fuerza (10) y comprende por lo menos un elemento de estanqueidad anular (13, 13 ’) de material elástico, que se mantiene sobre el anillo de transmisión de fuerza

(10) cerca de su circunferencia y de su superficie de extremo (15) girada hacia el anillo deslizante (4) de tal modo que sobrepasa el anillo de transmisión de fuerza (10) por lo menos axialmente y que sea deformable radialmente más allá de la circunferencia de la superficie de extremo (15) bajo el efecto de la fuerza de pretensado y pueda ponerse en disposición estanca al mismo tiempo con el anillo deslizante (4) y la superficie circunferencial de guiado (16, 18) , caracterizada por que, sin acción de la fuerza de pretensado esta disposición es esencialmente impedida, la disposición de estanqueidad secundaria (50) comprende un par de elementos de estanqueidad (13, 13 ’) de los que uno se mantiene cerca de la circunferencia interior y el otro cerca de la circunferencia exterior del anillo de transmisión de fuerza (10) de la superficie de extremo

(15) girada hacia el anillo deslizante (4) pudiendo uno de los elementos de estanqueidad 13 ponerse en disposición estanca con una de las superficies circunferenciales de guiado (16) y el otro (13 ’) con la otra superficie circunferencial de guiado (18) , mientras que los elementos de estanqueidad (13, 13 ’) limitan al mismo tiempo circunferencialmente una zona de espacio intersticial (17) sobre la superficie de extremo (15) girada hacia el anillo deslizante (4) .

2. Disposición de doble estanqueidad según la reivindicación 1, caracterizada por que los elementos de estanqueidad (13, 13 ’) tienen esencialmente las mismas dimensiones en corte transversal, los centros de corte transversal de los elementos de estanqueidad están dispuestos sobre un plano radial esencialmente común.

3. Disposición de doble estanqueidad según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada por que el anillo de transmisión de fuerza (10) es atravesado por lo menos por una abertura axial de paso (21) , dicha abertura de paso (21) desemboca en un extremo dentro de la zona de espacio intersticial (17) .

4. Disposición de doble estanqueidad según la reivindicación 3, caracterizada por lo menos por un paso de flujo

(19) en el anillo deslizante (4) , que desemboca en un extremo en su superficie frontal (12) girada hacia el anillo de transmisión de fuerza (10) en alineación con la zona de espacio intersticial (17) axial y al otro extremo en su superficie de deslizamiento (7) , para guiar un medio de flujo que favorece una formación de ranura de estanqueidad entre las superficies de deslizamiento (7, 8) que cooperan.

5. Disposición de doble estanqueidad según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que cada elemento de estanqueidad (13, 13 ’) se realiza en forma de una articulación tórica.

6. Disposición de doble estanqueidad según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el anillo deslizante (4) bloqueado en rotación de la segunda disposición mecánica de estanqueidad es móvil axialmente.

7. Disposición de doble estanqueidad según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que está previsto un dispositivo de pretensado de resorte (9) para aplicar la fuerza de pretensado sobre la segunda disposición mecánica de estanqueidad.

8. Disposición de doble estanqueidad según una de las reivindicaciones precedentes, que comprende además un paso de evacuación de fugas (24) que está dispuesto en dirección axial entre la primera disposición mecánica de estanqueidad (30) y la segunda disposición mecánica de estanqueidad (40) .

9. Disposición de doble estanqueidad según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la primera disposición mecánica de estanqueidad (30’) y la segunda disposición mecánica de estanqueidad (40) se realizan de modo idéntico.

10. Disposición de doble estanqueidad según la reivindicación 9, caracterizado por que la primera y la segunda disposición mecánica de estanqueidad (30’, 40) están dispuestas espalda contra espalda.