Ролик для конвеєра та ущільнення вала для нього (варіанти)

1. Ущільнення вала для використання для ролика конвеєра, зокрема пасового або стрічкового конвеєра, з розташованим на валу (2) внутрішнім ущільнювальним елементом (6), що має принаймні одне кільце (7, 9, 11), та з розташованим на корпусі (1) ролика зовнішнім ущільнювальним елементом (13), що має принаймні одне кільце (14, 15, 16), орієнтоване по суті паралельно до принаймні одного кільця (7, 9, 11) внутрішнього ущільнювального елемента (6), яке відрізняється тим, що на одному з кілець (14, 15, 16) зовнішнього ущільнювального елемента (13) передбачений виступ (17, 18, 19), що проходить по периметру у формі кільця й напрямлений до кільця (7, 9, 11) внутрішнього ущільнювального елемента (6), а також виконаний з можливістю, при зборці ущільнення вала, перебування в контакті з кільцем (7, 9, 11) внутрішнього ущільнювального елемента (6), а після початку обертового руху вала (2) і/або корпуса (1) ролика - з можливістю сточування доти, поки не утвориться вузький кільцевий зазор між ним і кільцем (7, 9, 11) внутрішнього ущільнювального елемента (6). 2. Ущільнення вала для використання для ролика конвеєра, зокрема пасового або стрічкового конвеєра, з розташованим на валу (2) внутрішнім ущільнювальним елементом (6), що має принаймні одне кільце (7, 9, 11), та з розташованим на корпусі (1) ролика зовнішнім ущільнювальним елеме 2 (19) 1 3 92799 4 ньому ущільнювальному елементу (6), а інша зовнішньому ущільнювальному елементу (13). 7. Ролик для конвеєра, зокрема пасового або стрічкового конвеєра, за одним із пп. 3-6, який відрізняється тим, що кільця (7, 9, 11) внутрішнього ущільнювального елемента (6) і кільця (14, 15, 16) зовнішнього ущільнювального елемента (13) розташовані в осьовому напрямку вала (2) поперемінно. 8. Ролик для конвеєра, зокрема пасового або стрічкового конвеєра, за одним із пп. 3-7, який відрізняється тим, що при декількох передбачених виступах (17, 18, 19) вони належать тільки одному із двох ущільнювальних елементів (6, 13). 9. Ролик для конвеєра, зокрема пасового або стрічкового конвеєра, за одним із пп. 3-8, який відрізняється тим, що внутрішній ущільнювальний елемент (6) і/або зовнішній ущільнювальний елемент (13) виконані монолітними. Дійсний винахід відноситься до ущільнення вала з розташованим на валу внутрішнім ущільнювальним елементом, що має щонайменше одне кільце, і розташованим на корпусі ролика зовнішнім ущільнювальним елементом, що має щонайменше одне кільце, напрямлене по суті паралельно щонайменше до одного кільця внутрішнього ущільнювального елемента. Крім того, дійсний винахід відноситься до ролика для конвеєра, насамперед пасового або стрічкового конвеєра, що має виконаний у вигляді порожнього циліндра корпус ролика й установлений у щонайменше двох підшипниках вал, причому на кожному з підшипників установлене ущільнення вала. Подібні ущільнення вала досить відомі й у випадку, якщо внутрішні й зовнішні ущільнювальні елементи не торкаються один одного, називаються, загалом, лабіринтовими ущільненнями. В принципі, ущільнювальна дія вала, що обертається в корпусі, створюється за рахунок підходящого розташування кілець на валу, які рухаються у відповідних пазах на нерухомому корпусі. За рахунок цього ділянка ущільнення подовжується в кілька разів. Подовження ділянки ущільнення викликає зниження тиску за рахунок виникаючого тертя середовища, що знаходиться на ділянці ущільнення, який повинен бути настільки великим, щоб наприкінці ущільнювального шляху не виникало або практично не виникало перепаду тиску відносно тиску поза ущільненням вала. Ділянка ущільнення має поперемінно послідуючі одна за одною камери, кожна з яких з'єднана одна з одною за допомогою лабіринтового зазору, які утворюють місця дроселювання. Енергія тиску, перетворена в лабіринтових зазорах частково в кінетичну енергію, у кожній з слідуючих камер знижується, тому що вона частково за рахунок вихроутворення, а частково як тепло розтрачується, у результаті чого - зменшується. Тим самим, послідовність декількох камер, що слідують одна за одною, і лабіринтових зазорів знижує високий рівень тиску перед ущільненням вала до низького рівня тиску після нього. Завдяки високому опору потоку в довгому лабіринтовому зазорі, через лабіринтове ущільнення може виступати лише незначна, припустима кількість газу або рідини. Однак, абсолютна герметич ність у такій безконтактній конструкції неможлива. Виступаючу кількість флюїду можна знизити ще більше за рахунок створення відносно вузької ширини лабіринтового або ж ущільнювального зазору. У випадку нерухомого вала, навколо якого обертається корпус ролика, прикладене продуктом, що транспортується, навантаження на ролик, веде до деформації й змін геометрії, як корпуса ролика, так і ущільнення вала. При лежачому зверху вантажі й діючої вертикально вниз силі, наприклад, силі тяжіння продукту, що транспортується, над валом зовнішній ущільнювальний елемент відхиляється в напрямку внутрішнього ущільнювального елемента. Під валом зовнішній ущільнювальний елемент відхиляється від внутрішнього ущільнювального елемента у зворотному напрямку. У результаті цього ущільнювальні елементи над валом вступають один з одним у контакт і труться один з одним, у той час як під валом зазор збільшується. При обертанні це приводить до виникнення ефекту "насоса", коли волога в повітрі й / або пил можуть бути втягнені в ділянку ущільнення через зовнішній лабіринтовий зазор. Через зміну зазору й, насамперед, через контакт вище вала виникає гальмовий вплив і фрикційне замикання, що приводить до передчасного зношування ущільнення вала. Виходячи з цього, завданням дійсного винаходу є створення ущільнення вала з високим ступенем надійності й тривалим терміном служби також і при вертикальному навантаженні. Це завдання вирішується за допомогою ущільнення вала, що має ознаки пункту 1 формули винаходу, й ролика для конвеєра, що має ознаки відповідно до пункту 9 формули винаходу. Відповідно до винаходу в ущільненні вала описаного на початку типу передбачено, що на кільці одного із двох ущільнювальних елементів передбачений виступ, що проходить по периметру у формі кільця й направлений до кільця іншого ущільнювального елемента. Крім того, відповідно до винаходу передбачено, що виступ при зборці ущільнення вала перебуває в контакті з кільцем іншого ущільнювального елемента й після початку обертового руху вала й / або корпуса ролика сточується доти, поки не утвориться вузький кільце 5 вий зазор між виступом і кільцем іншого ущільнювального елемента. Основна ідея полягає в тому, що ущільнення вала спочатку є контактним ущільненням, що має задане місце зношування. Після закінчення певного строку обертового руху виступ частково стирається. Отже, між виступом і протилежним йому кільцем утвориться вузький кільцевий зазор, який нічого не торкається по всьому периметру ущільнення вала. Таким чином, після певного часу "притирання" утвориться безконтактне лабіринтове ущільнення. Виступ сточується лише настільки, наскільки це необхідно для безконтактної роботи, тому що потім сточування автоматично припиняється. Порівняно вузький кільцевий зазор у звичайних ущільненнях вала можливий тільки при дуже високій точності виготовлення й монтажу, у результаті чого витрати на виробництво такого ущільнення вала істотно зростають. Ролик для конвеєра відповідно до винаходу має пропоноване винаходом ущільнення вала. Як тільки ущільнення вала починає працювати безконтактно, забезпечується рівномірне обертання конвеєрного ролика. Це веде до істотно зменшеного зношування оболонки ролика, оскільки рівномірна швидкість виключає підведення ременю (на пасовому конвеєрі) і його наступне опускання. Крім того, саме в конвеєрних установках з більшою кількістю конвеєрних роликів для утворення ділянки транспортування довжиною до декількох кілометрів важливо, щоб виробництво роликів, включаючи ущільнення, було по можливості недорогим, а ролики мали тривалий термін служби. Для того, щоб тертя не викликало саме на початку обертового руху занадто сильне тертя, виступ переважно звужений догори. Гострий виступ являє собою компроміс між вимогою малого тертя й достатньої стабільності, а в результаті сточування на виступі утворюється тупий наконечник. Переважний варіант реалізації пропонованого ущільнення вала передбачає, що вал виконаний у вигляді статора, а роликовий елемент - у вигляді ротора. Переважно передбачено, що в ущільненні вала передбачена ділянка ущільнення, на якому одна з двох протилежних одна одній обмежувальних стін належить внутрішньому ущільнювальному елементу, а інша - зовнішньому ущільнювальному елементу. Для того щоб досягти оптимального подовження ділянки ущільнення, переважно передбачено, що кільця внутрішнього ущільнювального елемента, і кільця зовнішнього ущільнювального елемента в осьовому напрямку вала розташовані поперемінно. Крім того, у пропонованому ущільненні вала переважно, щоб при наявності декількох передбачених виступів вони розташовувалися тільки в одному із двох ущільнювальних елементів. Тоді за допомогою підходящого, нерівноцінного вибору матеріалу для обох ущільнювальних елементів можна забезпечити сточування виступів без ушкодження протилежних кілець. Для спрощення конструкції й надійного монтажу ущільнення вала переважно передбачене ви 92799 6 конання, як внутрішнього ущільнювального елемента, так і / або зовнішнього ущільнювального елемента монолітними. Завдяки тому, що пропоноване ущільнення вала надійно працює також і під навантаженням, воно переважно може використатися для ролика конвеєра, насамперед пасового або стрічкового конвеєра. Далі винахід пояснюється докладніше за допомогою докладного опису приклада здійснення з посиланням на прикладене креслення. На єдиній фігурі показаний поздовжній розріз приклада здійснення пропонованого ущільнення вала. На фігурі показаний частковий поздовжній розріз в осьовому напрямку конвеєрного ролика з по суті порожнім циліндричним корпусом 1 ролика й установленим на ньому валом 2. На фігурі показана тільки одна сторона конвеєрного ролика, протилежна сторона звичайно виконується симетрично їй. Кінець корпуса 1 ролика відігнутий усередину для того, щоб утворювати гніздо 3 підшипника 4 кочення. З боку обмеженого корпусом 1 ролика порожнього простору опорна ділянка з підшипником 4 кочення закрита виконаною у формі кільця кришкою 5 підшипника. Направлена в протилежному напрямку або ж назовні сторона опорної ділянки закрита пропонованим ущільненням вала. Ущільнення вала має розташований на валу 2 внутрішній ущільнювальний елемент 6. Внутрішній ущільнювальний елемент 6 складається з першого внутрішнього порожнього циліндра й другого внутрішнього порожнього циліндра, що прилягає до зовнішньої сторони першого порожнього циліндра. На першому порожньому циліндрі розташоване перше внутрішнє кільце 7 таким чином, що по обидва боки центральної осі 8 утвориться по суті L-подібний поздовжній розріз або профіль. На другому порожньому циліндрі друге внутрішнє кільце 9 розташоване таким чином, що між першим внутрішнім кільцем 7 і другим внутрішнім кільцем 9 виникає внутрішній простір 10, що має форму канавки. На другому внутрішнім кільці 9 у вигляді його продовження (подовження) розташоване третє внутрішнє кільце 11, що має меншу в порівнянні із другим кільцем 9 товщину. Кожне із трьох внутрішніх кілець 7, 9, 11 спрямовано своїм вільним кінцем радіально назовні. На зверненій назовні стороні внутрішнього ущільнювального елемента 6 знаходиться кришка ущільнення 12. У представленому варіанті здійснення перший порожній циліндр виконаний монолітно з першим внутрішнім кільцем 7. Крім того, другий порожній циліндр утворений монолітно із другим і третім внутрішнім кільцем 9, 11. Очевидно, що й загальний внутрішній ущільнювальний елемент 6 може бути також виконаний монолітно. Матеріал для внутрішнього ущільнювального елемента 6 може бути, наприклад, посиленим скловолокном поліамідом, наприклад, РА66 GF30. Зовнішній ущільнювальний елемент 13 розташований на корпусі 1 ролика й виконує в показаному прикладі конвеєрного ролика разом з корпусом 1 ролика обертовий рух відносно вала 2 і 7 внутрішнього ущільнювального елемента 6. Зовнішній ущільнювальний елемент 13 складений з виконаного у вигляді кільця елемента з по суті Yподібним у поздовжньому перетині профілем і першим зовнішнім кільцем 14. Перше зовнішнє кільце 14 прилягає до одного плеча букви Y і своїм вільним кінцем спрямовано радіально усередину. Друге зовнішнє кільце 15 утворене хвостом букви Y. Також і друге зовнішнє кільце 15 напрямлене своїм вільним кінцем радіально усередину, тобто до середньої осі 8. Напрямлене назовні плече букви Y утворить третє зовнішнє кільце 16, що на відміну від перших двох внутрішніх кілець 14 і 15 спрямовано своїм вільним кінцем радіально назовні. На кожному із трьох зовнішніх кілець 14, 15 і 16 передбачений відповідний виступ 17, 18 і 19. При цьому гострий виступ 17 першого зовнішнього кільця 14 спрямований до першого внутрішнього кільця 17. Другий виступ 18 на другому зовнішнім кільці 15 спрямований до другого внутрішнього кільця 9. І, нарешті, третій виступ 19 розташований на третім зовнішнім кільці 16 таким чином, що його гострий кінець спрямований до третього внутрішнього кільця 11. У представленому прикладі зовнішній ущільнювальний елемент 13 виконаний з відносно м'якого або ж з матеріалу, що сточується в порівнянні з матеріалом внутрішнього ущільнювального елемента 6, наприклад, ПОМ або поліацетату. При монтажі ущільнення вала виступи 17, 18 і 19 знаходяться у ковзному контакті з першим внутрішнім кільцем 7, другим внутрішнім кільцем 9 або третім внутрішнім кільцем 11. Після початку обертового руху корпуса 1 ролика відносно вала 2 зовнішній ущільнювальний елемент 13 треться об внутрішній ущільнювальний елемент 6 і відповідні кінці виступів 17, 18 і 19 сточуються через тертя доти, поки не буде утворений вузький кільцевий зазор. Після утворення кільцевих зазорів, ущільнення вала працює безконтактно. Такий процес "притирання", після якого ущільнення вала працює безконтактно, триває всього кілька днів, виходячи з досвіду - приблизно два дні. 92799 8 Очевидно, що під час притирання необхідна більша потужність для обертання транспортуючого ролика, тому що необхідно компенсувати втрати енергії на тертя. Як тільки утворюються кільцеві зазори, потужність приводної системи потрібна відповідно меншою. Якщо на роликовий елемент 1 додається навантаження, наприклад, за допомогою вантажу, що транспортується, то деформація ролика викликає перекіс або вигин зовнішніх кілець 14, 15 і 16 відносно внутрішніх кілець 7, 9 і 11. У цьому випадку виступи 17, 18 і 19 сточуються далі доти, поки безконтактний рух не зможе відбуватися знову. Перехід від стану корпуса 1 ролика під навантаженням до стану корпуса 1 ролика без навантаження викликає в цьому випадку лише зміну кільця зазору, але ковзний контакт не виникає. За рахунок цього запобігають так званому ефекту "насоса". Лабіринтовий зазор ущільнення вала переважно заповнений мастильними або ущільнювальними засобами, наприклад, консистентним змащенням. За рахунок обертання корпуса 1 ролика консистентне змащення викидається під дією відцентрової сили радіально назовні й накопичується, насамперед, у лабіринтовому зазорі в просторі навколо вільного кінця першого внутрішнього кільця 7. За рахунок цього лабіринтовий зазор між першим внутрішнім кільцем 7 і зовнішнім ущільнювальним елементом 13 ефективно ущільнений. При зупинці роликового елемента 1 відцентрова сила, що викидає консистентне змащення назовні, не діє. Переважно відносно в'язке консистентне змащення осідає й повільно "стікає" в ущільненні вала вниз під дією сили тяжіння. Тобто у нижній частині ущільнення вала консистентне змащення ущільнює лабіринтовий зазор у просторі навколо вільного кінця внутрішнього кільця 7. У верхній частині ущільнення вала консистентне змащення заповнює простір навколо вільного кінця другого зовнішнього кільця 15 і ущільнює там лабіринтовий зазор. Таким чином, можливий захист від бруду і вологи, що потрапляє як під час роботи, так і в нерухомому стані конвеєрного ролика. 9 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 92799 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601