CS246978B1

CS246978B1 - Sealing knot

Info

Publication number: CS246978B1
Application number: CS349385A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Neischl; Jan Zatecky
Original assignee: Jaroslav Neischl; Jan Zatecky
Priority date: 1985-05-15
Filing date: 1985-05-15
Publication date: 1986-11-13

Abstract

Zařízení spadá do oboru těsnění a týká se těsnicího uzlu pro utěsnění tlakového média ve spáře mezi pohyblivou a statickou Částí, kde na pohyblivé části je upevněno a utěsněno pouzdro, s jehož vnějším válcoyým povrchem je v kontaktu radiální ucpávka, umístěná ve statické části zařízení. Podstata vynálezu spočív^v) tom, že pouzdro je tenkostěnné a pružné, a že pod pouzdrem je v pohyblivé části vytvořen dutý prostor, do něhož je zavedeno tlakové médium prostřednictvím otvoru v pohyblivé části, spojeným s přívodem tlakového média. Dále je podstatné, Že dutý prostor je rotačně symetrický vůči podélné ose pohyblivé části. Těsnicího uzlu je možno využít u Odstředivých a pístových čerpadel a u strojů, kde se tlakové médium, například olej, dopravuje do rotujících systémů.The device falls into the field of seals and relates to a sealing unit for sealing a pressure medium in the gap between a moving and a static part, where a housing is mounted and sealed on the moving part, with the outer cylindrical surface of which a radial seal located in the static part of the device is in contact. The essence of the invention lies in the fact that the housing is thin-walled and flexible, and that a hollow space is formed under the housing in the moving part, into which the pressure medium is introduced through an opening in the moving part, connected to the pressure medium supply. It is further essential that the hollow space is rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis of the moving part. The sealing unit can be used in centrifugal and piston pumps and in machines where a pressure medium, for example oil, is transported to rotating systems.

Description

Vynález se týká těsnícího uzlu pro utěsnění tlakového média ve spáře mezi pohyblivou a statickou částí zařízení.The invention relates to a sealing node for sealing a pressure medium in a gap between a movable and a static part of a device.

V technické praxi problémem utěsnění prostoru s tlakovým médiem, jehož tlak kolísá, ve spáře mezi pohyblivou a statickou částí zařízení. Tento případ je běžný například u odstředivých a pístových čerpadel a u strojů, kde se tlakové médium dopravuje do rotujících hydraulických systémů přes rotující přívody. Běžně se v těchto případech používá k utěsnění tlakového prostoru například měkké, mechanické nebo kroužkové ucpávky. Jejich společnou nevýhodou věak je, že jejich těsnicí schopnost se nemění se změnou těsněného tlaku a že jsou nepoužitelné pro velké těsnicí průměry, z důvodu velkého zástavbového prostoru.In technical practice, the problem of sealing the space with the pressure medium whose pressure fluctuates in the gap between the movable and the static part of the device. This is the case, for example, in centrifugal and reciprocating pumps and in machines where the pressure medium is conveyed to rotating hydraulic systems via rotating inlets. In these cases, for example, soft, mechanical or ring seals are commonly used to seal the pressure chamber. Their common disadvantage, however, is that their sealing ability does not change with the change in sealing pressure and that they are unusable for large sealing diameters because of the large installation space.

Jiným známým typem ucpávek jsou těsnicí pryžové manžety pro hydraulické systémy. Jejich těsnicí schopnost se sice mění úměrně v závislosti na změně těsněného tlaku, avšak jejich nevýhodou je, že jsou nepoužitelné pro vyšší kluzné rychlosti.Another known type of gland is a rubber seal for hydraulic systems. Although their sealing ability varies in proportion to the change in sealed pressure, they have the disadvantage that they are unusable for higher sliding speeds.

Uvedené nevýhody známých typů ucpávek odstraňuje v podstatě vynález, kterým je těsnicí uzel pro utěsnění tlakového média ve spáře mezi pohyblivou a statickou částí zařízení, kde na pohyblivé Části je upevněno a utěsněno pouzdro, s jehož vnějším válcovým povrchem je v kontaktu radiální ucpávka, umístěná ve statické části zařízení, přičemž podstata vynálezu spočívá v tom, že pouzdro je tenkostěnné a pružné, a že pod pouzdrem je v pohyblivé části vytvořen dutý prostor, do něhož je zavedeno tlakové médium prostřednictvím otvoru v pohyblivé části, spojeným s přívodem tlakového média.Essentially, the above-mentioned disadvantages of the known types of seals are provided by the invention, which is a sealing node for sealing the pressure medium in the gap between a movable and a static part of the device, wherein a movable part is fixed and sealed The invention is characterized in that the housing is thin-walled and resilient and that a cavity is formed in the movable part in the movable part into which the pressure medium is introduced via an opening in the movable part connected to the pressure medium supply.

Další podstatou vynálezu je, že dutý prostor je rotačně symetrický vůči podélné ose pohyblivé části.Another object of the invention is that the hollow space is rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis of the movable part.

Vyšší účinek těsnicího uzlu, řešeného podle vynálezu spočívá v malém a konstantním průsaku, zajištěném samočinným nastavováním těsnicí spáry podle změny tlaku tlakového média, dále v malém zástavbovém prostoru a v možnosti použití těsnicího uzlu pro velké těsněné průměry.The improved effect of the sealing node according to the invention lies in the small and constant leakage provided by the automatic adjustment of the sealing joint according to the pressure medium pressure change, in the small installation space and in the possibility of using the sealing node for large sealing diameters.

Příklady konkrétního provedení těsnicího uzlu podle vynálzu jsou znázorněny na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je částečný podélný řez odstředivým čerpadlem v ucpávkové části, kde na horní polovině /la/ obrázku je alternativa těsnicího uzlu se zahlcovanou ucpávkou, na spodní polovině /lb/ obrázku je alternativní řešení těsnicího uzlu bez zahlcování ucpávky, na obr. 2 je znázorněna část tlakového prostoru plunžrového čerpadla s těsněným pracovním prostorem plunžru pomocí těsnicího uzlu podle vynálezu, na obr.. 3 ,je v podélném řezu znázorněn přívod do rotujícího hydraulického systému s uplatněným vynálezem.Examples of a particular embodiment of the sealing node according to the invention are shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a partial longitudinal section of a centrifugal pump in a stuffing box, where the upper half (1a) Fig. 2 shows a part of the pressure chamber of a plunger pump with a sealed working space of the plunger by means of a sealing node according to the invention; Fig. 3 shows a longitudinal section of the supply to a rotating hydraulic system with applied invention.

Těsnicí uzel podle vynálezu, znázorněný v horní polovině 1 a obr. 1, je tvořen statickou Částí j_, která je v tomto případě představována tělesem 10 odstředivého Čerpadla, ve které je vytvořen ucpávkový prostor 11 a pohyblivou částí 2, která je v tomto případě tvořena rotujícím hřídelem 20, na němž je upevněno, například šrouby 22 a utěsněno, například O“ kroužky 23, pouzdro 21, které je tenkostěnné a pružné, jehož vnější povrch 210 je válcový a částečně znázorněné oběžné kolo 6.The sealing node according to the invention, shown in the upper half 1 and FIG. 1, consists of a static part 1, which in this case is represented by a centrifugal pump housing 10, in which a packing space 11 is formed and a movable part 2 is formed. a rotating shaft 20 on which it is fixed, for example by screws 22 and sealed, for example by O-rings 23, a bush 21 which is thin-walled and resilient, the outer surface 210 of which is a cylindrical and partially illustrated impeller 6.

Pohyblivá část 2 prochází ucpávkovým prostorem 11 statické části _lf kde je vytvořena radiální škrticí spára lil. V ucpávkovém prostoru 11 tělesa 10 je umístěna radiální ucpávka 3, např. dvojitá, se zahlcovacím kroužkem 4, nasunutá na vnější povrch 210 pouzdra 21. Mezi vnějším povrchem 210 pouzdra 21 a vnitřním průměrem radiální ucpávky 3. je vytvořena těsnicí spára 31 Radiální ucpávka 3 je v ucpávkovém prostoru 11 statické části 1_ stažena přírubou 12, přišroubovanou ke statické části ]. stahovacími šrouby 13 s maticí 131. Pod pouzdrem 21, které je tenkostěnné a pružné, v místě umístěné radiální ucpávky 3_, je v pohyblivé části 2^ vytvořen dutý prostor 2_4, jehož tvar je například válcový.The movable part 2 extends through the sealing space 11 of the static part 11f where a radial throttle gap 111 is formed. A radial seal 3, eg double, with a flood ring 4, slid onto the outer surface 210 of the housing 21, is disposed in the seal space 11 of the housing 10. in the stuffing box 11 of the static portion 1 is tightened by a flange 12 screwed to the static portion 1. A hollow space 24 is formed below the housing 21, which is thin-walled and resilient, at the location of the radial seal 3, in the movable part 24, the shape of which is, for example, cylindrical.

λ \λ \

Tento dutý prostor 24 je vytvořen vnitřní stěnou 212 pouzdra 21 a obvodovým vybráním 201 hřídele 20. Pouzdro 21 pohyblivé části 2_ je opatřeno otvorem 211, který je spojen s přívodem 5 tlakového média, v tomto případě je to přívod zahlcovacího média prostřednictvím kanálku 101 v tělese 10 statické části 2 a průtokového kanálku 41 v zahlcovacím kroužku A radiální ucpávky 3 a přitom je tento otvor 211 vyústěn do dutého protoru 24 pod pouzdrem 21 pohyblivé části 2. Na spodní polovině lb obr. 1 je použito k utěsnění škrticí spáry 111 mezi vnějším povrchem 210 pouzdra 21 pohyblivé části 2 jednoduché radiální ucpávky 3 bez zahlcovacího kroužku 4.This hollow space 24 is formed by the inner wall 212 of the housing 21 and the peripheral recess 201 of the shaft 20. The housing 21 of the movable part 2 is provided with an opening 211 which is connected to the pressure medium inlet 5, in this case 10 of the static portion 2 and the flow passage 41 in the constriction ring A of the radial seal 3, and this opening 211 opens into the hollow space 24 under the housing 21 of the movable part 2. In the lower half 1b of FIG. 210 of the housing 21 of the movable part 2 of the single radial seal 3 without the conical ring 4.

Ve vnitřní stěně 212 pouzdra 21 je zhotoveno kuželovité vybrání 213, rozšiřující se na stranu přívodu 5 tlakového média, v tomto případě je to přívod dopravovaného média z tlakového prostoru T_ čerpadla za částečně znázorněným oběžným kolem 6_. Dutý prostor 24 má pak tvar kuželovitý. Otvor 211 v pouzdru 21, který je vyústěn do dutého prostoru 24, je spojen s přívodem 2 tlakového média, v tomto případě je to přívod dopravovaného média škrtící spárou 111 z prostoru 2 ^za částečně znázorněným oběžným kolem 6.In the inner wall 212 of the housing 21, a conical recess 213 extends to the side of the pressure medium supply 5, in this case it is the supply of the conveyed medium from the pressure chamber T of the pump downstream of the impeller 6 partially shown. The hollow space 24 then has a conical shape. The opening 211 in the housing 21, which opens into the hollow space 24, is connected to the pressure medium supply 2, in this case the supply of the conveyed medium through a choking joint 111 from the space 2 ^{behind the} partially illustrated impeller 6.

Jiné alternativní řešení je znázorněné na obr. 2, kde pohyblivá část 2 j^e tvořena posuvným plunžrem 26 plunžrového čerpadla, opatřeným pouzdrem 21, připevněným k plunžru 26 pohyblivé části 2 šroubem 22 a utěsněným 0 kroužkem 23. Posuvný plunžr 26 je uložen v pracovním prostoru statické části 1, představované tělesem 10,plunžrového čerpadla, ve kterém je uložena radiální ucpávka 2· Vnitřní stěna 212 pouzdra 21 je kuželová, rozšiřující se na stranu přívodu 2 tlakového média z tlakového prostoru 2 ^a dutý prostor 24 vytvořený, pod pouzdrem 21 pohyblivé části 2 je spojen s tlakovým médiem v tlakovém prostoru 7 čerpadla otvorem 211 v pohyblivé části 2.Another alternative solution is shown in Fig. 2, where the movable part 2 ^e j consists of a sliding plunger 26 of the ram pump fitted sleeve 21 attached to the plunger 26 of the movable part 2 of the screw 22 and 0-ring sealed plunger 23. The slide 26 is mounted in the working space The inner wall 212 of the housing 21 is conical, extending to the side of the pressure medium supply 2 from the pressure space 2 ^{and the} hollow space 24 formed, under the housing 21 of the movable part. 2 is connected to the pressure medium in the pressure chamber 7 of the pump through an opening 211 in the movable part 2.

Další alternativou je řešení ucpávkového uzlu podle vynálezu, použitého k utěsnění přívodu tlakového média do rotujícího hydraulického systému obr. 3. Pohyblivá část 2, představovaná rotujícím hřídelem 20 s hydraulickým rozvodem 8, opatřená pouzdrem 21, které je tenkostěnné a pružné, je umístěna ve statické části 2· Spára 111 mezi statickou částí 2 ^a vnějším povrchem 210 pouzdra 21 pohyblivé části 2 je těsněna ucpávkou 3_, která je dvojitá se zahlcovacím kroužkem 4.Another alternative is a sealing node solution according to the invention used to seal the pressure medium supply to the rotating hydraulic system of Fig. 3. The movable part 2, represented by the rotating shaft 20 with the hydraulic distribution 8, provided with a sleeve 21 that is thin-walled and resilient The gap 111 between the static part 2 ^{and the} outer surface 210 of the housing 21 of the movable part 2 is sealed by a gland 3 which is double with the flood ring 4.

Mezi vnějším povrchem 210 pouzdra 21 pohyblivé části 2 ^a vnitřním průměrem ucpávky 3 je vytvořena těsnicí spára 32· Pod pouzdrem 21 v místě umístěné ucpávky 2 je v pohyblivé části 2 vytvořen dutý prostor 24, vymezený vnitřní stěnou 212 pouzdra 22' Která je v horní části obr. 3 válcová a obvodovým vybráním 201 hřídele 20. Ve spodní části obr. 3 je znázorněno pouzdro 22» jehož vnitřní stěna 212 je tvořena dvěma, vůči sobě zrcadlovými kuželovými plochami, které se rozšiřují směrem ke vstupu tlakového média do dutého prostoru 24, které je v tomto případě přiváděno přívodem 2 přes kanálek 101 v tělese 10 statické části 2» průtokovým kanálkem 41 zahlcovacího kroužku A ^a otvorem 211 v pouzdru 21 pohyblivé části 2. Dutý prostor 24 pod pouzdrem 21 pohyblivé části 2 může mít i jiný, obecně zakřivený tvar, avšak vždy rotačně symetrický vůči podélné ose 25 pohyblivé části 2.A sealing gap 32 is formed between the outer surface 210 of the housing 21 of the movable portion 2 ^{and the} inner diameter of the gland 3. A hollow space 24 is formed in the movable portion 2 under the housing 21 at the location of the gland. FIG. 3 is a cylindrical and peripheral recess 201 of the shaft 20. In the lower portion of FIG. 3, a housing 22 is shown whose inner wall 212 is formed by two mirror-conical surfaces extending towards the pressure medium inlet into the hollow space 24. in this case, it is fed through the inlet 2 through the channel 101 in the body 10 of the static part 2 through the flow channel 41 of the flooding ring A ^and through the opening 211 in the housing 21 of the movable part 2. but always rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis 25 of the movable part 2.

Funkce těsnicího uzlu řešeného podle vynálezu je u všech popsaných alternativ stejná a spočívá v tom, že do dutého prostoru 24 pod pouzdrem 21 pohyblivé části 2' Které je tenkostěnné a pružné, je přiváděno tlakové médium, at už je to čerpadlem dopravované médium, jehož tlak je větší než tlak okolního prostředí, přiváděné škrticí spárou 111 a otvorem 211 v pouzdru 21, nebo je to tlakové médium používané k zahlcování radiální ucpávky 2 jehož tlak je větší než tlak dopravovaného média a okolního prostředí a nebo je to tlakové médium pro hydraulický rozvod, které je přiváděno přívodem 5, kanálkem 101 přes zahlcovací kroužek 4 a otvor 211 v pouzdru 21.The function of the sealing node according to the invention is the same in all the alternatives described in that the pressure medium is supplied to the hollow space 24 under the housing 21 of the movable part 2 'which is thin-walled and resilient. it is greater than the pressure of the environment supplied by the choke 111 and the opening 211 in the housing 21, or is the pressure medium used to flood the radial seal 2 whose pressure is greater than the pressure of the conveyed medium and the environment, or which is fed through the inlet 5, the channel 101 through the constriction ring 4 and the opening 211 in the housing 21.

Na rozdíl bd tlaku tlakového média v dutém prostoru 24 pod pouzdrem 21 je v těsnicí spáře 31 mezi vnějším povrchem 210 pouzdra 21 a vnitřním průměrem radiální ucpávky 2 tlak menší. Vlivem většího tlaku tlakového média, který působí na vnitřní stěnu 212 pouzdra 22 dochází k pružné deformaci stěny pouzdra 21 pohyblivé části 2» vlivem které pak dochází ke zvětšování vnějšího průměru pouzdra 21 v závislosti na růstu tlaku tlakového média.In contrast to the pressure medium pressure bd in the cavity 24 below the housing 21, the pressure in the sealing gap 31 between the outer surface 210 of the housing 21 and the inner diameter of the radial seal 2 is less. Due to the higher pressure of the pressure medium acting on the inner wall 212 of the housing 22, the wall of the housing 21 of the movable part 2 is elastically deformed as a result of which the outer diameter of the housing 21 increases as the pressure medium increases.

Tím se mění těsnicí spára 31 v závlsloti na změně tlaku tlakového média. Tak je zajištěno, že při změně tlaku tlakového média je těsnicí spára 31 automaticky nastavována tak, že prů sak je stále konstantní a je odváděn škrticí spárou 111 tělesa 10 nebo příruby 12 statické části .1 anebo odváděoími kanálky 102 ve statické části 1. napojené na škrticí spáru 111.This changes the sealing gap 31 in dependence on the pressure medium pressure change. It is thus ensured that when the pressure medium pressure changes, the sealing gap 31 is automatically adjusted so that the leakage is still constant and is discharged through the throttle gap 111 of the body 10 or the flange 12 of the static part 1 or through the discharge channels 102 in the static part 1 connected to throttle joint 111.

Těsnicího uzlu, řešeného podle vynálezu, je možno využít u odstředivých a pístových čerpadel a u strojů, kde se tlakové médium, například olej, dopravuje do rotujících systémů přes rotující přívody.The sealing node according to the invention can be used in centrifugal and piston pumps and in machines where the pressure medium, for example oil, is conveyed to rotating systems via rotating inlets.

Claims

A sealing node for sealing a pressure medium in a joint between a movable and a static part of a device, wherein the movable part is fixed and sealed by a housing having an outer cylindrical surface in contact with a radial seal located in the static part of the device, characterized in that the housing (21) is thin-walled and resilient, and that under the housing (21) a hollow space (24) is formed in the movable part (2) into which a pressure medium is introduced via an opening (211) in the movable part (2) connected to the inlet / 5 / pressure medium.

Sealing node according to claim 1, characterized in that the hollow space (24) is rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis (25) of the movable part (2).