EA046395B1 - SEALING DEVICE, SEALING SYSTEM AND SEALING METHOD FOR PREVENTING LEAKAGE ON A MACHINE ELEMENT - Google Patents

SEALING DEVICE, SEALING SYSTEM AND SEALING METHOD FOR PREVENTING LEAKAGE ON A MACHINE ELEMENT Download PDF

Info

Publication number
EA046395B1
EA046395B1 EA202291693 EA046395B1 EA 046395 B1 EA046395 B1 EA 046395B1 EA 202291693 EA202291693 EA 202291693 EA 046395 B1 EA046395 B1 EA 046395B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
sealing
seal
pressure chamber
pressure
housing
Prior art date
Application number
EA202291693
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрген Гайдул
Original Assignee
Герметик Гидролик Аб
Filing date
Publication date
Application filed by Герметик Гидролик Аб filed Critical Герметик Гидролик Аб
Publication of EA046395B1 publication Critical patent/EA046395B1/en

Links

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Изобретение относится к устройству уплотнения, системе уплотнения и способу уплотнения для предотвращения утечки на элементе машины, в частности, для предотвращения утечки на вращающемся или линейно перемещающемся элементе машины, который используется, например, во вводах вращательного движения для валов или корпусов для распылительных форсунок в установках для удаления окалины с вращающимися сопловыми головками или во вводах линейного движения в поршневых насосах или машинах для создания давления. Кроме того, изобретение может применяться в устройствах для очистки сосудов, трубопроводов и труб в теплообменниках в обрабатывающей промышленности, в устройствах для обработки поверхностей в сталелитейной, алюминиевой и металлургической промышленности, а также в разнообразных устройствах высокого давления, в частности, предназначенных для удаления краски с поверхностей судов и конструкций, ремонта бетонных конструкций, добычи полезных ископаемых и прокладки тоннелей.The invention relates to a sealing device, a sealing system and a sealing method for preventing leakage on a machine element, in particular to preventing leakage on a rotating or linearly moving machine element, which is used, for example, in rotary motion inputs for shafts or housings for spray nozzles in installations for descaling with rotating nozzle heads or in linear motion inlets in piston pumps or pressure generating machines. In addition, the invention can be used in devices for cleaning vessels, pipelines and pipes in heat exchangers in the manufacturing industry, in devices for surface treatment in the steel, aluminum and metallurgical industries, as well as in a variety of high-pressure devices, in particular intended for removing paint from surfaces of ships and structures, repair of concrete structures, mining and tunneling.

Предшествующий уровень техникиPrior Art

В одном из примеров применения изобретения установки для удаления окалины с металлических тел, например, используемые при производстве стали или алюминия, работают с высоким давлением воды в диапазоне от 1000 до 4000 бар.In one example of the application of the invention, installations for descaling metal bodies, for example those used in the production of steel or aluminum, operate with high water pressure in the range of 1000 to 4000 bar.

Гидравлические уплотнения в таких установках для удаления окалины, выдерживающие такое высокое давление воды, представляют собой особую проблему в тех случаях, когда вращающиеся элементы машины необходимо уплотнены с помощью ввода вращательного движения. В установках для удаления окалины такими элементами машины являются вращающиеся сопловые головки, в то время как в установках для создания давления такими элементами машины являются поршни или плунжеры, совершающие линейное движение.Hydraulic seals in such descaling plants, which withstand such high water pressures, present a particular challenge where rotating machine elements need to be sealed by introducing rotary motion. In descaling units, these machine elements are rotating nozzle heads, while in pressure units, these machine elements are pistons or plungers that move linearly.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Задачей изобретения является разработка конструктивно простого уплотнения, отличающегося низким уровнем потерь, не требующего обслуживания и подходящего, например, для установок для удаления окалины с вращающимися сопловыми головками или установок создания давления с линейно движущимися поршнями или плунжерами.The object of the invention is to develop a structurally simple seal, characterized by low loss, maintenance-free and suitable, for example, for descaling plants with rotating nozzle heads or pressure generating plants with linearly moving pistons or plungers.

Поставленная задача решена устройством уплотнения с признаками, раскрытыми в п.1 формулы.The problem is solved by a sealing device with the features disclosed in claim 1 of the formula.

Предложенное изобретением устройство уплотнения, предотвращающее утечку на элементе круглого сечения, входящем в состав рабочей машины, работающей с рабочей текучей средой под высоким давлением, содержит корпус в форме трубки, который имеет верхний конец и нижний конец, и через который может проходить элемент машины круглого сечения, верхнюю камеру давления, расположенную на верхнем конце корпуса, нижнюю камеру давления, расположенную на нижнем конце корпуса, элемент уплотнения, расположенный между верхней камерой давления и нижней камерой давления, установленный внутри корпуса и по меньшей мере частично прилегающий с осуществлением уплотнения к элементу машины, перемещающемуся относительно элемента уплотнения, перепускной канал, выполненный с возможностью обведения вокруг элемента уплотнения, по меньшей мере частично расположенный внутри корпуса и выполненный с возможностью соединения верхней камеры давления и нижней камеры давления с возможностью передачи текучей среды, и дроссельный элемент, выполненный с возможностью снижения давления текучей среды, протекающей из верхней камеры давления через перепускной канал в нижнюю камеру давления, на заданную разность давлений и расположенный между верхней камерой давления и нижней камерой давления в перепускном канале, причем протекающая текучая среда представляет собой часть рабочей текучей среды, находящейся под высоким давлением.The inventive sealing device for preventing leakage on a circular element included in a working machine operating with a high-pressure working fluid comprises a tube-shaped body which has an upper end and a lower end, and through which the circular machine element can pass , an upper pressure chamber located at the upper end of the housing, a lower pressure chamber located at the lower end of the housing, a sealing element located between the upper pressure chamber and the lower pressure chamber, installed inside the housing and at least partially adjacent to seal the machine element, moving relative to the sealing element, a bypass channel configured to circle around the sealing element, at least partially located inside the housing and configured to connect the upper pressure chamber and the lower pressure chamber with the ability to transmit fluid, and a throttling element configured to reduce the pressure a fluid flowing from the upper pressure chamber through the bypass channel into the lower pressure chamber at a predetermined pressure difference and located between the upper pressure chamber and the lower pressure chamber in the bypass channel, the flowing fluid being a portion of the working fluid under high pressure.

Кроме того, поставленная задача решена системой уплотнения с признаками, раскрытыми в п.11 формулы.In addition, the problem is solved by a compaction system with the features disclosed in claim 11 of the formula.

Предложенная изобретением система уплотнения содержит входной уплотнительный узел с признаками уплотнительного узла по любому из пп.1-12, выходной уплотнительный узел с признаками уплотнительного узла по любому из пп.1-12, и имеющий круглое сечение и вытянутый в осевом направлении элемент рабочей машины, выполненной с возможностью работы с рабочей текучей средой под высоким давлением, причем входной уплотнительный узел и выходной уплотнительный узел расположены последовательно в осевом направлении элемента машины, и соответствующие элементы уплотнения входного уплотнительного узла и выходного уплотнительного узла прилегают к элементу машины, перемещающемуся относительно соответствующего элемента уплотнения, по меньшей мере частично с осуществлением уплотнения.The sealing system proposed by the invention contains an input sealing unit with the features of a sealing unit according to any of claims 1-12, an output sealing unit with the features of a sealing unit according to any of claims 1-12, and an element of the working machine having a circular cross-section and elongated in the axial direction, configured to work with a working fluid under high pressure, wherein the inlet sealing assembly and the outlet sealing assembly are located sequentially in the axial direction of the machine element, and the corresponding sealing elements of the inlet sealing assembly and the outlet sealing assembly are adjacent to the machine element moving relative to the corresponding sealing element, at least partially with the implementation of compaction.

Кроме того, поставленная задача решена способом с признаками, раскрытыми в формуле изобретения.In addition, the problem is solved by a method with the features disclosed in the claims.

В предложенном изобретением способе уплотнения для предотвращения утечки на элементе круглого сечения в машине, работающей с рабочей жидкостью под высоким давлением, с помощью по меньшей мере одного устройства уплотнения по любому из пп.1-12, уплотнительный элемент по меньшей мере одного устройства уплотнения приводят в положение, в котором он герметично прилегает к элементу рабочей машины, имеющему круглое сечение и вытянутому в осевом направлении. Затем с помощью протекающей текучей среды устанавливают первое давление в верхней камере давления поIn the sealing method proposed by the invention for preventing leakage on a circular element in a machine operating with working fluid under high pressure, using at least one sealing device according to any one of claims 1 to 12, the sealing element of at least one sealing device is brought into the position in which it is sealed against an element of the working machine that has a circular cross-section and is elongated in the axial direction. Then, using the flowing fluid, a first pressure is established in the upper pressure chamber according to

- 1 046395 меньшей мере одного устройства уплотнения, после чего в нижней камере давления по меньшей мере одного устройства уплотнения с помощью дроссельного элемента, расположенного в перепускном канале, устанавливают второе заданное давление. После этого на основании разности давлений между первым давлением и вторым заданным давлением уплотнительный элемент и корпус смещают друг относительно друга, прилагая уплотняющее усилие.- 1 046395 of at least one sealing device, after which a second predetermined pressure is established in the lower pressure chamber of at least one sealing device using a throttling element located in the bypass channel. Thereafter, based on the pressure difference between the first pressure and the second predetermined pressure, the sealing element and the body are moved relative to each other by applying a sealing force.

Предпочтительные и целесообразные варианты осуществления и прочие варианты осуществления вытекают из соответствующих зависимых пунктов формулы.Preferred and suitable embodiments and other embodiments will follow from the respective dependent claims.

Изобретение позволяет устройству уплотнения снижать высокое давление протекающей текучей среды, происходящей из рабочей текучей среды, в верхней камере давления через перепускной канал и дроссельный элемент таким образом, чтобы давление протекающей текучей среды в нижней камере давления оказалось ниже, чем в верхней камере давления. При этом давление в верхней камере давления и давление в нижней камере давления оказывают уплотняющее усилие на уплотнительный элемент, надежно герметизирующий элемент машины. В результате получают устройство уплотнения, которое под действием давления динамически раскрывает свой уплотняющий эффект и надежно и безопасно герметизирует область между уплотнительным элементом и элементом машины. Уплотняющий эффект основан на силе давления протекающей текучей среды на уплотнительный элемент и, тем самым, на разности давлений между верхней камерой давления и нижней камерой давления. При этом давление протекающей текучей среды в верхней камере давления может быть лишь частично сброшено с помощью дроссельного элемента, то есть давление протекающей текучей среды в нижней камере давления попрежнему может быть значительно выше давления окружающей среды. Соответственно, на уплотнительный элемент действует не полное, возможно, очень высокое давление протекающей текучей среды, а пониженное давление, соответствующее разности давлений между верхней камерой давления и нижней камерой давления. Такое уменьшение давления, действующего на уплотнительный элемент, повышает герметизирующую способность уплотнительного элемента и способствует продлению срока службы уплотнительного элемента и устройства уплотнения. В то время как в уплотнениях потока в зазоре, известных из уровня техники, объемные потери вследствие утечки составляют от 20% до 50%, предложенное изобретением устройство уплотнения многократно снижает эти объемные потери до 2%-5%, то есть для компенсации объемных потерь соответствующая рабочая машина должна затрачивать соответственно меньше энергии. Таким образом, предложенное изобретением решение позволяет получить устройство уплотнения, которое надежно и с низкими потерями текучей среды герметизирует среды даже под высоким давлением, при этом не изнашивается и не требует технического обслуживания. С помощью предложенного изобретением устройства уплотнения можно получить уплотнение, отличающееся эффективностью и износостойкостью даже при высоких давлениях. При этом дроссельным элементом в смысле изобретения может быть любой элемент, выполненный с возможностью регулирования давления в нижней камере давления в зависимости от давления в верхней камере давления путем заданного дросселирования давления в верхней камере давления. Кроме того, перепускным каналом в смысле изобретения может быть соединение любого типа, позволяющее прямо или опосредованно передавать протекающую текучую среду между верхней камерой давления и нижней камерой давления. Наконец, элементом машины, перемещающимся относительно уплотнительного элемента, в смысле изобретения может быть элемент машины, совершающий вращательное или осевое перемещение, причем элемент машины в любом случае перемещается относительно уплотнительного элемента.The invention allows the sealing device to reduce the high pressure of the flowing fluid originating from the working fluid in the upper pressure chamber through the bypass channel and the throttling element so that the pressure of the flowing fluid in the lower pressure chamber is lower than in the upper pressure chamber. In this case, the pressure in the upper pressure chamber and the pressure in the lower pressure chamber exert a sealing force on the sealing element, which reliably seals the machine element. The result is a sealing device which, under pressure, dynamically releases its sealing effect and reliably and safely seals the area between the sealing element and the machine element. The sealing effect is based on the pressure force of the flowing fluid on the sealing element and thereby on the pressure difference between the upper pressure chamber and the lower pressure chamber. In this case, the pressure of the flowing fluid in the upper pressure chamber can only be partially relieved by the throttling element, that is, the pressure of the flowing fluid in the lower pressure chamber can still be significantly higher than the ambient pressure. Accordingly, the sealing element is not subject to the full, possibly very high, pressure of the flowing fluid, but to a reduced pressure corresponding to the pressure difference between the upper pressure chamber and the lower pressure chamber. This reduction in pressure acting on the sealing element increases the sealing ability of the sealing element and helps extend the service life of the sealing element and the sealing device. While in gap flow seals known from the prior art, volumetric losses due to leakage range from 20% to 50%, the sealing device proposed by the invention greatly reduces these volumetric losses to 2% - 5%, that is, to compensate for volumetric losses, the corresponding the working machine must consume correspondingly less energy. Thus, the solution proposed by the invention makes it possible to obtain a sealing device that reliably and with low fluid losses seals media even under high pressure, without wearing out and requiring no maintenance. With the sealing device proposed by the invention, it is possible to obtain a seal that is efficient and wear-resistant even at high pressures. In this case, a throttling element in the sense of the invention can be any element configured to regulate the pressure in the lower pressure chamber depending on the pressure in the upper pressure chamber by predetermined throttling of the pressure in the upper pressure chamber. In addition, the transfer channel in the sense of the invention can be any type of connection allowing direct or indirect transfer of flowing fluid between the upper pressure chamber and the lower pressure chamber. Finally, the machine element moving relative to the sealing element, in the sense of the invention, can be a machine element undergoing rotational or axial movement, and the machine element in any case moves relative to the sealing element.

В одном из вариантов осуществления элемент уплотнения и корпус установлены с возможностью перемещения друг относительно друга. Соответственно, давление в нижней камере давления и/или давление в верхней камере давления может оказывать уплотняющее усилие в осевом направлении устройства уплотнения или элемента машины, причем в качестве альтернативы или дополнения давление в нижней камере давления и/или давление в верхней камере давления может также оказывать уплотняющее усилие вдоль радиального направления устройства уплотнения или элемента машины.In one embodiment, the sealing element and the housing are movable relative to each other. Accordingly, the pressure in the lower pressure chamber and/or the pressure in the upper pressure chamber may exert a sealing force in the axial direction of the sealing device or machine element, and alternatively or in addition, the pressure in the lower pressure chamber and/or the pressure in the upper pressure chamber may also exert sealing force along the radial direction of a sealing device or machine element.

Соответственно, в следующем варианте осуществления корпус и элемент уплотнения установлены с возможностью смещения друг относительно друга в результате заданной разности давлений с обеспечением уплотнения, что позволяет надежно и безопасно динамически уплотнять элемент машины даже при высоких давлениях, когда давление приложено к устройству уплотнения. Следовательно, давление верхней камеры давления и давление нижней камеры давления смещают корпус и элемент уплотнения друг относительно друга с обеспечением уплотнения, причем давление верхней камеры давления и давление нижней камеры давления могут смещать корпус и элемент уплотнения друг относительно друга с обеспечением уплотнения вдоль осевого направления устройства уплотнения и/или элемента машины. Это позволяет получить особенно эффективное динамическое уплотнение при подаче давления на устройство уплотнения, причем уплотнение регулируется автоматически и в зависимости от величины приложенного давления.Accordingly, in the following embodiment, the housing and the sealing element are mounted to move relative to each other as a result of a predetermined pressure difference to provide a seal, which allows the machine element to be reliably and safely dynamically sealed even at high pressures when pressure is applied to the sealing device. Therefore, the pressure of the upper pressure chamber and the pressure of the lower pressure chamber move the housing and the sealing element relative to each other to provide a seal, and the pressure of the upper pressure chamber and the pressure of the lower pressure chamber can bias the housing and the sealing element relative to each other to provide a seal along the axial direction of the sealing device and/or machine element. This makes it possible to obtain a particularly effective dynamic seal when pressure is applied to the sealing device, the seal being adjusted automatically and depending on the magnitude of the applied pressure.

Согласно изобретению, давление в нижней камере давления и, соответственно, вызываемое им уплотняющее усилие может увеличиваться с ростом давления в верхней камере давления, причем увеличение, в частности, может быть линейным. Таким образом, уплотняющий эффект предложенного изобретением устройства уплотнения автоматически увеличивается при повышении давления рабочей текучейAccording to the invention, the pressure in the lower pressure chamber and, accordingly, the sealing force it causes can increase with increasing pressure in the upper pressure chamber, and the increase can in particular be linear. Thus, the sealing effect of the sealing device proposed by the invention automatically increases with increasing pressure of the working fluid

- 2 046395 среды, обеспечивая надежное уплотнение как в осевом, так и в радиальном направлении уплотнительного узла или элемента машины.- 2 046395 environment, providing reliable sealing in both axial and radial directions of the sealing unit or machine element.

В одном из вариантов осуществления устройство уплотнения и элемент машины могут быть расположены коаксиально по отношению друг к другу таким образом, чтобы осевые и/или радиальные направления устройства уплотнения и элемента машины совпадали.In one embodiment, the sealing device and the machine element may be positioned coaxially with respect to each other such that the axial and/or radial directions of the sealing device and the machine element coincide.

В одном из вариантов осуществления дроссельный элемент выполнен таким образом, чтобы разность давлений между верхней камерой давления и нижней камерой давления не превышала одной четверти давления в верхней камере давления, в особенно предпочтительном варианте одну шестую давления в верхней камере давления. В результате давление в нижней камере давления остается достаточно высоким, а разность между давлением в верхней камере давления и давлением в нижней камере давления достаточно низкой, что позволяет получить надежное износостойкое уплотнение даже при высоком давлении рабочей текучей среды, например, от 1000 до 6000 бар и более. В частности, дроссельный элемент может быть выполнен таким образом, чтобы в случае нескольких устройств уплотнения, расположенных последовательно и образующих систему уплотнения, разность давлений между соответствующей верхней камерой давления и соответствующей нижней камерой давления составляла 800 бар, предпочтительно от 250 до 600 бар. Предложенное изобретением устройство уплотнения позволяет получить надежное и износостойкое уплотнение для разности давлений такого порядка даже для вращающихся элементов машины.In one embodiment, the throttling element is designed such that the pressure difference between the upper pressure chamber and the lower pressure chamber does not exceed one quarter of the pressure in the upper pressure chamber, particularly preferably one sixth of the pressure in the upper pressure chamber. As a result, the pressure in the lower pressure chamber remains sufficiently high and the difference between the pressure in the upper pressure chamber and the pressure in the lower pressure chamber is sufficiently low that a reliable wear-resistant seal can be obtained even at high operating fluid pressures, for example from 1000 to 6000 bar and more. In particular, the throttling element can be designed in such a way that, in the case of several sealing devices arranged in series and forming a sealing system, the pressure difference between the corresponding upper pressure chamber and the corresponding lower pressure chamber is 800 bar, preferably from 250 to 600 bar. The sealing device proposed by the invention makes it possible to obtain a reliable and wear-resistant seal for pressure differences of this order, even for rotating machine elements.

В другом варианте осуществления изобретения элемент уплотнения расположен таким образом, чтобы он по меньшей мере частично прилегал к корпусу. В результате того, что элемент уплотнения по меньшей мере частично прилегает как к перемещающемуся относительно элемента уплотнения элементу машины, так и к корпусу, обеспечивается определенное или заданное и, тем самым, контролируемое направление протекающей текучей среды, проходящей через перепускной канал контролируемым и заданным образом.In another embodiment of the invention, the sealing element is positioned such that it is at least partially adjacent to the housing. As a result of the fact that the sealing element is at least partially adjacent to both the machine element moving relative to the sealing element and the housing, a specific or predetermined and thereby controlled direction of the flowing fluid passing through the bypass channel is ensured in a controlled and predetermined manner.

Что касается определенного или заданного и, тем самым, контролируемого направления протекающей текучей среды, предпочтителен вариант, в котором предусмотрено по меньшей мере одно уплотнительное тело, расположенное с осуществлением уплотнения между элементом уплотнения и корпусом.With regard to the defined or predetermined and thus controlled direction of the flowing fluid, a preferred embodiment is provided in which at least one sealing body is provided in a sealing manner between the sealing element and the housing.

Что касается предпочтительного срока службы, то в следующем варианте осуществления элемент уплотнения содержит пластиковые, полиарамидные, углеродные или кевларовые волокна.With regard to preferred service life, in a further embodiment the sealing element comprises plastic, polyaramid, carbon or Kevlar fibres.

В одном из вариантов осуществления верхняя камера давления и/или нижняя камера давления могут быть по меньшей мере частично размещены внутри корпуса.In one embodiment, the upper pressure chamber and/or the lower pressure chamber may be at least partially located within the housing.

В альтернативном варианте осуществления верхняя камера давления и/или нижняя камера давления могут быть по меньшей мере частично расположены вне корпуса.In an alternative embodiment, the upper pressure chamber and/or the lower pressure chamber may be at least partially located outside the housing.

В следующем варианте осуществления элемент уплотнения может быть расположен на верхней поверхности корпуса, причем элемент уплотнения может быть, например, прикреплен к верхней поверхности корпуса или введен в нее.In a further embodiment, the sealing element may be located on the upper surface of the housing, and the sealing element may, for example, be attached to or inserted into the upper surface of the housing.

В альтернативном варианте осуществления элемент уплотнения может быть установлен с возможностью перемещения относительно корпуса и/или находиться в контакте с корпусом.In an alternative embodiment, the sealing element may be movable relative to the housing and/or be in contact with the housing.

В следующем варианте осуществления изобретения на нижнем конце корпуса сформирована направленная радиально внутрь опорная манжета, к которой прилегает элемент уплотнения. Таким образом, опорная манжета предотвращает неконтролируемое смещение элемента уплотнения вниз под давлением протекающей текучей среды. Скорее, опорная манжета определяет заданное и максимальное нижнее положение элемента уплотнения внутри корпуса устройства уплотнения.In a further embodiment of the invention, a radially inwardly directed support collar is formed at the lower end of the housing, to which the sealing element abuts. In this way, the support lip prevents uncontrolled downward displacement of the seal element under the pressure of the flowing fluid. Rather, the support collar defines a predetermined and maximum bottom position of the sealing element within the housing of the sealing device.

В следующем варианте осуществления, наиболее конструктивно благоприятном для реализации прочного и долговечного элемента уплотнения, элемент уплотнения содержит первое опорное кольцо, второе опорное кольцо и уплотнительное средство, расположенное между первым опорным кольцом и вторым опорным кольцом, причем второе опорное кольцо прилегает к опорной манжете. При этом, в частности, первое опорное кольцо может быть соединено с верхней камерой давления с возможностью передачи текучей среды или нагружаться давлением верхней камеры давления, и/или второе опорное кольцо может быть соединено с нижней камерой давления с возможностью передачи текучей среды или нагружаться давлением нижней камеры давления. Таким образом, верхняя камера давления через первое опорное кольцо и нижняя камера давления через второе опорное кольцо могут оказывать эффективное уплотнительное действие на промежуточную уплотнительную среду. В то же время, уплотнительное средство, поддерживаемое с обеих сторон первым опорным кольцом и вторым опорным кольцом, эффективно защищено от износа. При этом уплотнительное средство может быть выполнено с возможностью динамического прилегания к корпусу с осуществлением уплотнения, когда верхняя камера давления и нижняя камера давления находятся под давлением.In the next embodiment, which is most structurally advantageous for providing a strong and durable seal element, the seal element comprises a first support ring, a second support ring, and sealing means disposed between the first support ring and the second support ring, the second support ring adjacent to the support collar. In this case, in particular, the first support ring can be connected to the upper pressure chamber with the possibility of transmitting fluid or loaded with pressure from the upper pressure chamber, and/or the second support ring can be connected to the lower pressure chamber with the possibility of transmitting fluid or loaded with pressure from the lower pressure chambers. Thus, the upper pressure chamber through the first support ring and the lower pressure chamber through the second support ring can exert an effective sealing effect on the intermediate sealing medium. At the same time, the sealing means supported on both sides by the first support ring and the second support ring is effectively protected from wear. In this case, the sealing means can be configured to dynamically adhere to the housing to seal when the upper pressure chamber and the lower pressure chamber are under pressure.

В следующем варианте осуществления первое опорное кольцо и/или второе опорное кольцо может быть соединено с уплотнительным средством без возможности отсоединения или с возможностью отсоединения.In a further embodiment, the first support ring and/or the second support ring may be permanently or detachably connected to the sealing means.

Что касается определенного или заданного и тем самым контролируемого направления протекающей текучей среды, в следующем предпочтительном варианте осуществления между первым опорнымWith regard to the defined or predetermined and thereby controlled direction of the flowing fluid, in a further preferred embodiment, between the first reference

- 3 046395 кольцом и корпусом расположено, с осуществлением уплотнения, по меньшей мере одно первое уплотнительное средство. Кроме того, в одном из предпочтительных вариантов осуществления между вторым опорным кольцом и корпусом расположено, с осуществлением уплотнения, по меньшей мере одно второе уплотнительное средство.- 3 046395 at least one first sealing means is arranged around the ring and the housing to seal. In addition, in one preferred embodiment, at least one second sealing means is arranged between the second support ring and the housing to form a seal.

Уплотнительные средства могут быть выполнены, например, в виде уплотнительных колец.The sealing means can be made, for example, in the form of sealing rings.

Для сохранения эффективного уплотняющего действия в течение более длительного периода эксплуатации в одном из вариантов осуществления первое опорное кольцо поддерживается упругой силой, действующей в направлении второго опорного кольца.To maintain effective sealing action over a longer period of operation, in one embodiment, the first support ring is supported by an elastic force acting in the direction of the second support ring.

В одном из вариантов осуществления установка устройства уплотнения может быть облегчена за счет размещения фильтрующего элемента в перепускном канале между верхним концом и дроссельным элементом. Таким образом, рабочая текучая среда, из которой исходит протекающая текучая среда, не должна отвечать каким-либо особым требованиям к чистоте.In one embodiment, installation of the sealing device may be facilitated by placing a filter element in the bypass channel between the upper end and the orifice element. Thus, the working fluid from which the flowing fluid comes does not have to meet any special purity requirements.

Особые преимущества изобретения возникают при последовательном расположении нескольких устройств уплотнения согласно изобретению, как это предусмотрено для системы уплотнения согласно изобретению. Это позволяет последовательно или каскадом снимать даже высокое давление, причем нагрузка или износ элементов уплотнения отдельных устройств уплотнения остаются низкими. Соответственно, система уплотнения согласно изобретению содержит несколько последовательно расположенных устройств уплотнения.Particular advantages of the invention arise when several sealing devices according to the invention are arranged in series, as is provided for the sealing system according to the invention. This allows even high pressures to be relieved sequentially or in cascade, while the load or wear of the sealing elements of the individual sealing devices remains low. Accordingly, the sealing system according to the invention comprises several sealing devices arranged in series.

Чтобы снимать давление протекающей текучей среды нужным и заданным образом и избежать нарастания давления, в одном из вариантов осуществления системы уплотнения нижняя камера давления выходного устройства уплотнения, расположенного ниже по движению протекающей текучей среды, соединена с выходом протекающей текучей среды.To relieve the pressure of the flowing fluid in a desired and predetermined manner and to avoid pressure build-up, in one embodiment of the seal system, the lower pressure chamber of the downstream seal outlet is connected to the outlet of the flowing fluid.

В системе уплотнения согласно изобретению верхняя камера давления соответствующего последующего устройства уплотнения может быть соединена с нижней камерой давления соответствующего предыдущего устройства уплотнения с возможностью передачи текучей среды или совпадать с ней частично или полностью. Это позволяет эффективно и последовательно объединить несколько устройств уплотнения в каскад для последовательного снижения высокого давления.In a sealing system according to the invention, the upper pressure chamber of the corresponding subsequent sealing device may be fluid-transmittingly connected to or partially or completely coincident with the lower pressure chamber of the corresponding previous sealing device. This allows multiple sealing devices to be cascaded efficiently and sequentially to reduce high pressures in sequence.

Соответственно, в одном из вариантов осуществления системы уплотнения согласно изобретению входное устройство уплотнения расположено выше выходного устройства уплотнения по направлению потока протекающей текучей среды, причем нижняя камера давления входного устройства уплотнения соответствует верхней камере давления выходного устройства уплотнения.Accordingly, in one embodiment of the seal system according to the invention, the inlet seal device is located above the outlet seal device in the direction of flow of the flowing fluid, the lower pressure chamber of the inlet seal device corresponding to the upper pressure chamber of the outlet seal device.

Например, в системе уплотнения согласно изобретению может быть предусмотрен первый корпус, первый элемент уплотнения для уплотнения элемента машины, первый перепускной канал (например, через первый корпус) между верхней камерой давления, нагруженной первым давлением протекающей текучей среды, и нижней камерой давления, и первый дроссельный элемент в первом перепускном канале, причем первый дроссельный элемент выполнен с возможностью установления в нижней камере давления, которое будет ниже давления в верхней камере давления и будет оказывать первое уплотняющее усилие на первый элемент уплотнения. Такая система уплотнения дополнительно содержит второй корпус, второй элемент уплотнения для уплотнения, второй перепускной канал (например, через второй корпус) между первой нижней камерой давления и следующей нижней камерой давления, и второй дроссельный элемент во втором перепускном канале, причем дроссельный элемент выполнен с возможностью установления в следующей нижней камере давления третьего давления, которое будет ниже давления в предыдущей нижней камере давления и будет оказывать второе уплотняющее усилие на второй элемент уплотнения. Соответственно, системы уплотнения, содержащие более двух устройств уплотнения, могут быть выполнены последовательными, причем в одном из вариантов осуществления устройства уплотнения могут быть расположены последовательно вдоль общего осевого направления устройств уплотнения или осевого направления элемента машины.For example, a sealing system according to the invention may be provided with a first housing, a first sealing element for sealing a machine element, a first bypass passage (for example, through a first housing) between an upper pressure chamber loaded with a first flowing fluid pressure and a lower pressure chamber, and a first a throttling element in the first bypass channel, wherein the first throttling element is configured to establish a pressure in the lower chamber that is lower than the pressure in the upper pressure chamber and will exert a first sealing force on the first sealing element. Such a sealing system further comprises a second housing, a second sealing element for sealing, a second bypass passage (for example, through the second housing) between the first lower pressure chamber and the next lower pressure chamber, and a second throttling element in the second bypass passage, wherein the throttling element is configured to establishing a third pressure in the next lower pressure chamber, which will be lower than the pressure in the previous lower pressure chamber and will exert a second sealing force on the second sealing element. Accordingly, sealing systems comprising more than two sealing devices may be configured in series, and in one embodiment, the sealing devices may be arranged in series along a common axial direction of the sealing devices or an axial direction of a machine element.

В одном из вариантов осуществления системы уплотнения согласно изобретению входное устройство уплотнения расположено выше выходного устройства уплотнения по направлению потока протекающей текучей среды, причем между входным устройством уплотнения и выходным устройством уплотнения расположено по меньшей мере одно промежуточное устройство уплотнения с признаками по любому из пп.1-12, причем элемент уплотнения по меньшей мере одного промежуточного устройства уплотнения по меньшей мере частично прилегает с осуществлением уплотнения к элементу машины, перемещающемуся относительно элемента уплотнения по меньшей мере одного промежуточного устройства уплотнения.In one embodiment of the sealing system according to the invention, the inlet seal device is located above the outlet seal device in the direction of flow of the flowing fluid, and between the inlet seal device and the outlet seal device there is at least one intermediate seal device with features according to any one of claims 1- 12, wherein the sealing element of the at least one intermediate sealing device is at least partially adjacent in sealing action to a machine element moving relative to the sealing element of the at least one intermediate sealing device.

В последнем описанном варианте осуществления эффективное последовательное соединение может быть реализовано таким образом, чтобы нижняя камера давления по меньшей мере одного промежуточного устройства уплотнения, расположенного рядом с выходным устройством уплотнения, соответствовала верхней камере давления выходного устройства уплотнения, а верхняя камера давления по меньшей мере одного промежуточного устройства уплотнения, расположенного рядом с входным устройством уплотнения, соответствовала нижней камере давления входного устройства уплотнения.In the last described embodiment, an effective series connection can be implemented such that the lower pressure chamber of at least one intermediate seal device located adjacent to the outlet seal device corresponds to the upper pressure chamber of the outlet seal device, and the upper pressure chamber of at least one intermediate seal device seal device located adjacent to the inlet seal device corresponded to the lower pressure chamber of the inlet seal device.

В одном из вариантов осуществления можно получить особенно компактную систему уплотнения,In one embodiment, it is possible to obtain a particularly compact sealing system,

- 4 046395 если входное устройство уплотнения и/или выходное устройство уплотнения, и/или по меньшей мере одно промежуточное устройство уплотнения размещены в общем уплотнительном корпусе.- 4 046395 if the inlet seal device and/or the outlet seal device, and/or at least one intermediate seal device are located in a common seal housing.

В одном из вариантов осуществления элемент машины может быть выполнен с возможностью вращения и/или осевого перемещения относительно устройств уплотнения.In one embodiment, the machine element may be rotatable and/or axially movable relative to the sealing devices.

Желаемая и заданная разность давлений может быть достигнута путем регулировки дроссельного элемента отдельных последовательно расположенных устройств уплотнения. В связи с этим в одном из вариантов осуществления изобретения дроссельный элемент предыдущего входного устройства уплотнения может иметь проходное сечение, превышающее проходное сечение дроссельного элемента последующего выходного устройства уплотнения.The desired and specified pressure difference can be achieved by adjusting the throttling element of individual sealing devices in series. In this regard, in one embodiment of the invention, the throttling element of the previous inlet seal device may have a flow area greater than the flow area of the throttling element of the subsequent output seal device.

В способе уплотнения для предотвращения утечки на элементе машины круглого сечения, входящем в состав рабочей машины, работающей с рабочей текучей средой под высоким давлением, на элементе машины устанавливают элемент уплотнения, после чего устанавливают верхнюю камеру давления, нагружаемую первым давлением протекающей текучей среды. Далее устанавливают нижнюю камеру давления, противоположную верхней камере давления, относительно элемента уплотнения, в результате чего в нижней камере давления устанавливается давление, которое ниже давления в верхней камере давления и оказывает уплотняющее усилие на элемент уплотнения. При этом нижняя камера давления соединена с верхней камерой давления с возможностью передачи текучей среды, реализованной, например, с помощью перепускного канала.In a method for sealing to prevent leakage on a round-section machine element included in a working machine operating with a high-pressure working fluid, a sealing element is installed on the machine element, and then an upper pressure chamber is installed, loaded with the first pressure of the flowing fluid. Next, a lower pressure chamber is installed opposite the upper pressure chamber relative to the sealing element, as a result of which a pressure is established in the lower pressure chamber that is lower than the pressure in the upper pressure chamber and exerts a sealing force on the sealing element. In this case, the lower pressure chamber is connected to the upper pressure chamber with the possibility of transferring a fluid, implemented, for example, using a bypass channel.

При этом предложенный изобретением способ предусматривает использование по меньшей мере одного устройства уплотнения из пп.1-12 или системы уплотнения из пп.13-19. Таким образом, в следующем варианте осуществления способ предусматривает установку еще одного устройства уплотнения на элементе машины, установку еще одной нижней камеры давления и настройку в еще одной нижней камере давления третьего давления, которое будет ниже давления в предыдущей верхней камере давления и будет оказывать уплотняющее усилие на еще одно устройство уплотнения.In this case, the method proposed by the invention involves the use of at least one sealing device from claims 1-12 or a sealing system from claims 13-19. Thus, in a further embodiment, the method involves installing another sealing device on the machine element, installing another lower pressure chamber and adjusting in yet another lower pressure chamber a third pressure that will be lower than the pressure in the previous upper pressure chamber and will exert a sealing force on another sealing device.

Таким образом, в одном из вариантов осуществления способа согласно изобретению в дополнение к по меньшей мере одному устройству уплотнения и ниже его по направлению потока установлено по меньшей мере еще одно устройство уплотнения, причем дополнительное устройство уплотнения вводят в контакт с элементом машины, имеющим круглое сечение и вытянутым в осевом направлении, с осуществлением уплотнения, и причем разность давлений, достигаемая с помощью предыдущего устройства уплотнения, равна разности давлений, достигаемой с помощью дополнительного устройства уплотнения.Thus, in one embodiment of the method according to the invention, in addition to the at least one sealing device and downstream of it in the flow direction, at least one further sealing device is installed, wherein the additional sealing device is brought into contact with a machine element having a circular cross-section and elongated in the axial direction to effect sealing, and wherein the pressure difference achieved by the previous sealing device is equal to the pressure difference achieved by the additional sealing device.

В предложенном изобретением способе давление в нижней камере давления является производным от давления в верхней камере давления, что достигается, например, путем дросселирования давления в верхней камере давления с помощью дроссельного элемента.In the method proposed by the invention, the pressure in the lower pressure chamber is derived from the pressure in the upper pressure chamber, which is achieved, for example, by throttling the pressure in the upper pressure chamber using a throttling element.

Согласно изобретению уплотняемый элемент машины может представлять собой любой элемент устройства или машины, в зависимости от области применения изобретения. В некоторых вариантах осуществления элемент машины может представлять собой трубопровод, в который поступает текучая среда и окружение или обечайка которого должна быть герметично изолирована от текучей среды. В некоторых таких случаях используют ввод вращательного движения для вращающейся трубы. В других возможных вариантах осуществления изобретения элемент машины может быть выполнен с возможностью осевого перемещения, например, в виде поршня с возможностью осевого перемещения, обечайка которого должна быть уплотнена относительно цилиндра. В целом, в зависимости от варианта осуществления, элемент машины может быть выполнен с возможностью вращения и/или осевого перемещения относительно устройства уплотнения. Текучая среда в смысле настоящего изобретения может представлять собой жидкость и/или газ. Наконец, перепускной канал в смысле изобретения может представлять собой любой потенциальный проход или канал для протекающей текучей среды, для которого создано уплотнение согласно изобретению, т.е. устройство уплотнения и система уплотнения.According to the invention, the machine element to be sealed can be any element of the device or machine, depending on the field of application of the invention. In some embodiments, the machine element may be a conduit that receives fluid and whose surroundings or shell must be sealed from the fluid. In some such cases, rotational motion input is used for the rotating pipe. In other possible embodiments of the invention, the machine element may be axially movable, for example in the form of an axially movable piston, the shell of which must be sealed relative to the cylinder. In general, depending on the embodiment, the machine element may be rotatable and/or axially movable relative to the sealing device. The fluid in the sense of the present invention can be a liquid and/or a gas. Finally, a bypass channel in the sense of the invention can be any potential passage or channel for flowing fluid for which a seal according to the invention is created, i.e. sealing device and sealing system.

Разумеется, вышеперечисленные и раскрытые ниже признаки могут быть использованы не только в комбинации, указанной в каждом конкретном случае, но и в других комбинациях или по отдельности, не выходя за рамки объема настоящего изобретения. Защищаемый объем изобретения определяется только формулой изобретения.Of course, the features listed above and disclosed below can be used not only in the combination indicated in each specific case, but also in other combinations or separately, without departing from the scope of the present invention. The protected scope of the invention is determined only by the claims.

Перечень фигурList of figures

Прочие подробности, признаки и преимущества предмета изобретения следуют из приведенного ниже описания со ссылкой на фигуры, на которых показаны примерные предпочтительные варианты осуществления изобретения. На фигурах изображено:Other details, features and advantages of the subject matter appear from the following description with reference to the drawings, which show exemplary preferred embodiments of the invention. The figures show:

фиг. 1: схематичное поперечное сечение вращающейся сопловой головки рабочей машины для удаления окалины с вводом вращательного движения, причем рабочая машина содержит несколько устройств уплотнения согласно изобретению, образующих систему уплотнения согласно изобретению;fig. 1 is a schematic cross-section of a rotating nozzle head of a descaling working machine with input of rotational motion, the working machine comprising several sealing devices according to the invention forming a sealing system according to the invention;

фиг. 2: увеличенный вид в разрезе системы уплотнения согласно фиг. 1;fig. 2: Enlarged sectional view of the sealing system according to FIG. 1;

фиг. 3: увеличенный вид в разрезе А отдельного устройства уплотнения системы уплотнения, изображенной на фиг. 2;fig. 3 is an enlarged sectional view A of a separate sealing device of the sealing system shown in FIG. 2;

фиг. 4: увеличенный вид в разрезе В другого устройства уплотнения системы уплотнения, изображенной на фиг. 2.fig. 4 is an enlarged sectional view B of another sealing device of the sealing system shown in FIG. 2.

- 5 046395- 5 046395

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

Изобретение раскрыто ниже со ссылкой на фиг. 1-4, иллюстрирующие изобретение на примере ввода вращательного движения линии подачи текучей среды в устройстве для удаления окалины. Такое устройство для удаления окалины используют в производстве стали или алюминия для удаления оксидных отложений с горячих или холодных металлических поверхностей водой под высоким давлением. В таком устройстве для удаления окалины металлические поверхности перемещают мимо неподвижных или вращающихся форсунок и обрабатывают водой под высоким давлением (обычно 1000 бар или более), чтобы удалить окалину. Такое устройство для удаления окалины с вращающимися сопловыми головками известно из патентных документов US 6,029,681 и US 7,958,609. При этом уплотняемая линия подачи текучей среды, по которой воду под высоким давлением, представляющую собой рабочую текучую среду, подводят к сопловой головке, вращается относительно элемента уплотнения, служащего для сведения к минимуму протекающей текучей среды, возникающей при работе ввода вращательного движения.The invention is described below with reference to FIGS. 1-4, illustrating the invention using the example of introducing rotational movement of a fluid supply line in a descaling device. This descaling device is used in steel or aluminum production to remove oxide deposits from hot or cold metal surfaces using high pressure water. In such a descaling device, metal surfaces are moved past stationary or rotating nozzles and treated with high pressure water (usually 1000 bar or more) to remove the scale. Such a descaling device with rotating nozzle heads is known from patent documents US 6,029,681 and US 7,958,609. In this case, the sealed fluid supply line, through which high-pressure water, which is the working fluid, is supplied to the nozzle head, rotates relative to the sealing element, which serves to minimize the flow of fluid that occurs during the operation of the rotational motion input.

Устройства для удаления окалины, в частности, содержащие вращающиеся линии подачи текучей среды и вращающиеся сопловые головки, предъявляют высокие требования к уплотнению линии подачи текучей среды вследствие высокого давления воды и большого объемного потока. Разумеется, изобретение не ограничивается применением в устройствах для удаления окалины с вращающимися или неподвижными сопловыми головками, но может быть выгодным образом использовано в самых разных областях применения, в которых необходимо эффективное и износостойкое уплотнение элемента машины, движущегося относительно элемента уплотнения и, в случае устройства для удаления окалины, выполненного в виде вращающейся линии подачи текучей среды. К таким областям применениям относятся, например, насосы или поршневые машины, в которых перемещение относительно элемента уплотнения является осевым перемещением.Descaling devices, in particular those containing rotating fluid lines and rotating nozzle heads, place high demands on the sealing of the fluid line due to high water pressure and high volumetric flow. Of course, the invention is not limited to use in descaling devices with rotating or stationary nozzle heads, but can be advantageously used in a wide variety of applications in which an effective and wear-resistant seal of a machine element moving relative to the sealing element and, in the case of a device for descaling, made in the form of a rotating fluid supply line. Such applications include, for example, pumps or piston machines, in which the movement relative to the seal element is an axial movement.

На фиг. 1 схематично в разрезе изображена вращающаяся сопловая головка 1 устройства 2 для удаления окалины, которое представляет собой рабочую машину 11 в смысле изобретения. Вращающуюся сопловую головку 1 приводят во вращение вокруг оси z, показанной на фиг. 1, с помощью электропривода 3 устройства 2 для удаления окалины, причем ось r определяет радиальное направление. Вращающаяся сопловая головка 1 жестко соединена с линией 5 подачи текучей среды через фланцевое соединение 4 таким образом, чтобы линия 5 подачи текучей среды также опосредованно приводилась во вращение через электропривод 3 и фланцевое соединение 4. Рабочую текучую среду, например, воду под высоким давлением до 1000 или 2000 бар, подают во вращающуюся линию 5 подачи текучей среды через стационарный (не вращающийся) соединительный адаптер 6 из резервуара (не показанного на фигуре). В таких устройствах для удаления окалины расход обычно составляет до 200 л/ мин, а частота вращения вращающейся сопловой головки 1 и линии 5 подачи текучей среды - до 2000 об/мин. При этом подача такого большого количества рабочей текучей среды под таким высоким давлением в быстро вращающуюся линию 5 подачи текучей среды предъявляет очень высокие требования к подшипникам и уплотнениям линии 5 подачи текучей среды, которая в смысле изобретения является элементом 7 машины круглого сечения. Элемент 7 машины, который в данном варианте осуществления выполнен в виде полого вала, снабжают рабочей текучей средой под высоким давлением через соединительный адаптер 6, причем текучая среда, которая не поступает в машинный элемент 7, а течет снаружи и вдоль полого вала, представляет собой протекающую текучую среду, являющуюся частью рабочей текучей среды под высоким давлением. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, вращающаяся линия 5 подачи текучей среды установлена и уплотнена в системе 8 уплотнения, причем в данном варианте осуществления стационарная (не вращающаяся) система 8 уплотнения содержит четыре устройства 9а, 9b, 9с и 9d уплотнения, размещенные в общем уплотнительном корпусе 10 и подробно раскрытые ниже со ссылкой на фиг. 2-4.In fig. 1 shows a schematic sectional view of the rotating nozzle head 1 of a descaling device 2, which constitutes a working machine 11 in the sense of the invention. The rotating nozzle head 1 is driven to rotate around the z-axis shown in FIG. 1, by means of an electric drive 3 of the descaling device 2, the r-axis defining the radial direction. The rotating nozzle head 1 is rigidly connected to the fluid supply line 5 through the flange connection 4 so that the fluid supply line 5 is also indirectly driven into rotation through the electric drive 3 and the flange connection 4. The working fluid, for example, high-pressure water up to 1000 or 2000 bar is supplied to the rotating fluid supply line 5 through a stationary (non-rotating) connection adapter 6 from a reservoir (not shown in the figure). In such descaling devices, the flow rate is usually up to 200 l/min, and the rotation speed of the rotating nozzle head 1 and the fluid supply line 5 is up to 2000 rpm. In this case, the supply of such a large amount of working fluid under such high pressure into the rapidly rotating fluid supply line 5 places very high demands on the bearings and seals of the fluid supply line 5, which in the sense of the invention is an element 7 of a circular machine. The machine element 7, which in this embodiment is made in the form of a hollow shaft, is supplied with a working fluid under high pressure through the connecting adapter 6, and the fluid that does not enter the machine element 7, but flows outside and along the hollow shaft, is a flowing fluid a fluid that is part of the high pressure working fluid. In the embodiment shown in FIG. 1, a rotating fluid supply line 5 is mounted and sealed in a sealing system 8, wherein in this embodiment the stationary (non-rotating) sealing system 8 comprises four sealing devices 9a, 9b, 9c and 9d housed in a common sealing housing 10 and disclosed in detail. below with reference to FIG. 2-4.

Четыре устройства 9а, 9b, 9с и 9d уплотнения имеют по существу идентичную конструкцию и расположены друг за другом вдоль оси z, соответствующей осевому направлению, в направлении потока рабочей текучей среды или вдоль элемента 7 машины. Устройства 9а, 9b, 9с и 9d уплотнения, расположенные каскадом, служат, с одной стороны, для поворотной опоры вращающейся вокруг оси z линии 5 подачи текучей среды или вращающегося вокруг оси z элемента 7 машины. В то же время устройства 9а, 9b, 9с и 9d уплотнения взаимодействуют для уплотнения обечайки линии 5 подачи текучей среды или элемента 7 машины относительно окружающей среды и, тем самым, гарантируют, что почти вся рабочая текучая среда, подаваемая и находящаяся под высоким давлением, будет поступать из соединительного адаптера 6 в линию 5 подачи вращающейся текучей среды или в элемент 7 машины, движущийся относительно устройств 9а, 9b, 9с и 9d уплотнения, и потери в окружающую среду будут исключены.The four sealing devices 9a, 9b, 9c and 9d have a substantially identical structure and are located one behind the other along the z-axis corresponding to the axial direction in the direction of flow of the working fluid or along the machine element 7. The cascaded sealing devices 9a, 9b, 9c and 9d serve, on the one hand, to pivot the fluid supply line 5 rotating around the z axis or the machine element 7 rotating around the z axis. At the same time, the sealing devices 9a, 9b, 9c and 9d cooperate to seal the shell of the fluid supply line 5 or the machine element 7 relative to the environment and thereby ensure that almost all of the working fluid supplied and under high pressure is will flow from the connecting adapter 6 into the rotating fluid supply line 5 or into the machine element 7 moving relative to the sealing devices 9a, 9b, 9c and 9d, and losses to the environment will be eliminated.

На фиг. 2 показан увеличенный вид в разрезе системы 8 уплотнения с четырьмя устройствами 9а, 9b, 9с и 9d уплотнения, расположенными последовательно в направлении оси z и размещенными в уплотнительном корпусе 10. Разумеется, система 8 уплотнения может содержать меньшее или большее количество устройств уплотнения. Согласно изобретению, для уплотнения протекающей текучей среды на элементе 7 круглого сечения рабочей машины 11, работающей с рабочей текучей средой под высоким давлением, может быть предусмотрено одно устройство уплотнения или любое количество устройств уплотнения. Конструкция одного устройства уплотнения показана на дополнительных увеличенных видах в разрезе на фиг. 3 и 4, причем увеличенные фрагменты на фиг. 2 обозначены как фрагмент А иIn fig. 2 shows an enlarged cross-sectional view of a sealing system 8 with four sealing devices 9a, 9b, 9c and 9d arranged in series in the z-axis direction and housed in a sealing housing 10. Of course, the sealing system 8 may include fewer or more sealing devices. According to the invention, one sealing device or any number of sealing devices can be provided to seal the flowing fluid on the circular element 7 of the working machine 11 working with the working fluid under high pressure. The structure of one sealing device is shown in additional enlarged cross-sectional views in FIG. 3 and 4, with enlarged fragments in Fig. 2 are designated as fragment A and

- 6 046395 фрагмент В. На фиг. 3 показан увеличенный фрагмент А устройства 9с уплотнения, которое расположено между двумя устройствами 9b и 9d уплотнения, а на фиг. 4 показан увеличенный фрагмент В устройства 9d уплотнения, расположенного после устройства 9с уплотнения по направлению потока и образующего конец системы 8 уплотнения. Поскольку устройства 9а, 9b, 9с и 9d уплотнения имеют, по существу, одинаковую структуру и функцию, следующее описание фиг. 3 и 4 следует понимать как в целом применимое ко всем устройствам 9а, 9b, 9с и 9d уплотнения, даже если описание относится к устройству 9с или 9d уплотнения. Различия или особенности устройств 9а, 9b, 9с и 9d уплотнения описаны соответствующим образом.- 6 046395 fragment B. In Fig. 3 shows an enlarged fragment A of the sealing device 9c, which is located between two sealing devices 9b and 9d, and FIG. 4 shows an enlarged fragment B of the sealing device 9d located after the sealing device 9c in the direction of flow and forming the end of the sealing system 8. Since the sealing devices 9a, 9b, 9c and 9d have essentially the same structure and function, the following description of FIGS. 3 and 4 should be understood as generally applicable to all sealing devices 9a, 9b, 9c and 9d, even if the description relates to sealing device 9c or 9d. The differences or features of the sealing devices 9a, 9b, 9c and 9d are described accordingly.

Как в целом следует из фиг. 1-4 для представленного варианта осуществления, соответствующее устройство 9а, 9b, 9с и 9d уплотнения имеет форму круглого цилиндра и охватывает участок вращающегося элемента 7 машины, который в данном варианте осуществления образован линией 5 подачи текучей среды. Каждое отдельное устройство 9а, 9b, 9с и 9d уплотнения имеет соответствующий корпус 12а, 12b, 12с и 12d в форме трубки или цилиндра, который имеет верхний конец 14а, 14b, 14с и 14d и нижний конец 15а, 15b, 15с и 15d, и через который проходит элемент 7 машины круглого сечения. Соответствующий корпус 12а, 12b, 12с и 12d проходит вдоль элемента 7 машины в направлении оси z, т.е. в осевом направлении рабочей машины 11. Кроме того, соответствующее устройство 9а, 9b, 9c, 9d уплотнения содержит соответствующий элемент 16 уплотнения, установленный внутри соответствующего корпуса 12а, 12b, 12c, 12d и предназначенный для по меньшей мере частичного уплотнения элемента 7 машины, движущегося относительно соответствующего элемента 16 уплотнения. Соответствующий элемент 16 уплотнения также проходит вдоль оси z и уплотняет обечайку вращающейся линии 5 подачи текучей среды или элемента 7 машины. В каждом из устройств 9а, 9b, 9c, 9d уплотнения соответствующий элемент 16 уплотнения и соответствующий корпус 12а, 12b, 12c, 12d установлены с возможностью перемещения друг относительно друга. В частности, соответствующий элемент 16 уплотнения входит в соответствующий корпус 12а, 12b, 12c, 12d с возможностью перемещения относительно соответствующего корпуса 12а, 12b, 12c, 12d.As can generally be seen from FIG. 1-4 for the illustrated embodiment, the corresponding sealing device 9a, 9b, 9c and 9d is in the shape of a circular cylinder and covers a portion of the rotating member 7 of the machine, which in this embodiment is formed by the fluid supply line 5. Each individual sealing device 9a, 9b, 9c and 9d has a corresponding tube or cylinder shaped housing 12a, 12b, 12c and 12d which has an upper end 14a, 14b, 14c and 14d and a lower end 15a, 15b, 15c and 15d, and through which element 7 of the circular cross-section machine passes. The corresponding housing 12a, 12b, 12c and 12d extends along the machine element 7 in the z-axis direction, i.e. in the axial direction of the working machine 11. In addition, the corresponding sealing device 9a, 9b, 9c, 9d comprises a corresponding sealing element 16 installed inside the corresponding housing 12a, 12b, 12c, 12d and designed to at least partially seal the moving machine element 7 relative to the corresponding sealing element 16. A corresponding sealing element 16 also extends along the z-axis and seals the shell of the rotating fluid supply line 5 or machine element 7. In each of the sealing devices 9a, 9b, 9c, 9d, a corresponding sealing element 16 and a corresponding housing 12a, 12b, 12c, 12d are movable relative to each other. In particular, the corresponding sealing element 16 is movably included in the corresponding housing 12a, 12b, 12c, 12d relative to the corresponding housing 12a, 12b, 12c, 12d.

Соответствующее устройство 9а, 9b, 9c, 9d уплотнения дополнительно содержит соответствующую верхнюю камеру 17а, 17b, 17c, 17d давления и соответствующую нижнюю камеру 18а, 18b, 18c, 18d давления. При этом соответствующая верхняя камера 17а, 17b, 17c, 17d давления расположена на соответствующем верхнем конце 14а, 14b, 14c, 14d соответствующего корпуса 12а, 12b, 12c, 12d, а соответствующая нижняя камера 18а, 18b, 18c, 18d давления расположена на соответствующем нижнем конце 15а, 15b, 15c, 15d соответствующего корпуса 12а, 12b, 12c, 12d. Соответствующий элемент 16 уплотнения расположен между соответствующей верхней камерой 17а, 17b, 17с, 17d давления и соответствующей нижней камерой 18а, 18b, 18c, 18d давления.The corresponding sealing device 9a, 9b, 9c, 9d further comprises a corresponding upper pressure chamber 17a, 17b, 17c, 17d and a corresponding lower pressure chamber 18a, 18b, 18c, 18d. In this case, the corresponding upper pressure chamber 17a, 17b, 17c, 17d is located at the corresponding upper end 14a, 14b, 14c, 14d of the corresponding housing 12a, 12b, 12c, 12d, and the corresponding lower pressure chamber 18a, 18b, 18c, 18d is located at the corresponding the lower end 15a, 15b, 15c, 15d of the corresponding housing 12a, 12b, 12c, 12d. A corresponding sealing element 16 is located between a corresponding upper pressure chamber 17a, 17b, 17c, 17d and a corresponding lower pressure chamber 18a, 18b, 18c, 18d.

Соответствующее устройство 9а, 9b, 9c, 9d уплотнения дополнительно содержит соответствующий перепускной канал 19, предназначенный для соединения верхней камеры 17а, 17b, 17c, 17d давления с нижней камерой 18а, 18b, 18с, 18d давления с возможностью передачи текучей среды. В представленном варианте осуществления соответствующий перепускной канал 19 в каждом случае проходит внутри соответствующего корпуса 12а, 12b, 12c, 12d, причем в альтернативном варианте осуществления внутри соответствующего корпуса 12а, 12b, 12c, 12d может проходить только часть соответствующего перепускного канала 19, а остальная часть может проходить, например, внутри уплотнительного корпуса 10 или через уплотнительный корпус 10 и снаружи уплотнительного корпуса 10. Для изобретения важно, что соответствующий перепускной канал 19 расположен и сформирован таким образом, чтобы он проходил вокруг соответствующего элемента 16 уплотнения, по меньшей мере частично прилегающего к элементу 7 машины.The corresponding sealing device 9a, 9b, 9c, 9d further comprises a corresponding bypass channel 19 for connecting the upper pressure chamber 17a, 17b, 17c, 17d with the lower pressure chamber 18a, 18b, 18c, 18d to transfer fluid. In the illustrated embodiment, the corresponding bypass channel 19 in each case extends within the corresponding housing 12a, 12b, 12c, 12d, and in an alternative embodiment, only part of the corresponding bypass channel 19 may extend within the corresponding housing 12a, 12b, 12c, 12d, and the rest may pass, for example, inside the sealing body 10 or through the sealing body 10 and outside the sealing body 10. It is important for the invention that the corresponding bypass channel 19 is located and formed so as to extend around the corresponding sealing element 16 at least partially adjacent to element 7 of the machine.

Кроме того, соответствующее устройство 9а, 9b, 9c, 9d уплотнения содержит соответствующий дроссельный элемент 20, расположенный в соответствующем перепускном канале 19. Соответствующий дроссельный элемент 20 выполнен с возможностью снижения давления текучей среды, протекающей из соответствующей верхней камеры 17а, 17b, 17c, 17d давления через соответствующий перепускной канал 19 в соответствующую нижнюю камеру 18а, 18b, 18c, 18d давления, на заданную разность давлений. Соответствующий дроссельный элемент 20 расположен между соответствующей верхней камерой 17а, 17b, 17c, 17d давления и соответствующей нижней камерой 18а, 18b, 18c, 18d давления. В варианте осуществления, показанном на фигурах, соответствующий дроссельный элемент 20 расположен в соответствующем перепускном канале 19, хотя в альтернативном варианте соответствующий дроссельный элемент 20 может быть расположен либо внутри уплотнительного корпуса 10, либо снаружи и вне уплотнительного корпуса 10. Дроссельный элемент 20, расположенный в соответствующем перепускном канале 19, дросселирует первое давление в соответствующей верхней камере 17а, 17b, 17c, 17d давления, то есть соответствующая нижняя камера 18а, 18b, 18c, 18d давления нагружается вторым давлением, производным от первого давления, причем второе давление меньше первого давления на заданную величину или долю, в зависимости от настройки дроссельного элемента 20. В этом случае разность между первым давлением и вторым давлением представляет собой заданную разность давлений, которая задается настройкой дроссельного элемента 20. В частности, в результате заданной разности давлений корпус 12а, 12b, 12с или 12d и соответствующий элемент 16 уплотнения могут смещаться друг относительно друга с осуществлеIn addition, the corresponding sealing device 9a, 9b, 9c, 9d includes a corresponding throttling element 20 located in the corresponding bypass channel 19. The corresponding throttling element 20 is configured to reduce the pressure of the fluid flowing from the corresponding upper chamber 17a, 17b, 17c, 17d pressure through the corresponding bypass channel 19 into the corresponding lower pressure chamber 18a, 18b, 18c, 18d, at a given pressure difference. The corresponding throttling element 20 is located between the corresponding upper pressure chamber 17a, 17b, 17c, 17d and the corresponding lower pressure chamber 18a, 18b, 18c, 18d. In the embodiment shown in the figures, the corresponding throttling element 20 is located in the corresponding bypass channel 19, although in an alternative embodiment, the corresponding throttling element 20 can be located either inside the seal housing 10, or outside and outside the seal housing 10. The throttling element 20 located in the corresponding bypass channel 19 throttles the first pressure in the corresponding upper pressure chamber 17a, 17b, 17c, 17d, that is, the corresponding lower pressure chamber 18a, 18b, 18c, 18d is loaded with a second pressure derived from the first pressure, the second pressure being less than the first pressure by a predetermined amount or proportion depending on the setting of the throttle element 20. In this case, the difference between the first pressure and the second pressure is a predetermined pressure difference, which is set by the setting of the throttle element 20. Specifically, as a result of the predetermined pressure difference, the housing 12a, 12b, 12c or 12d and the corresponding sealing element 16 can be moved relative to each other to implement

- 7 046395 нием уплотнения.- 7 046395 seal.

Хотя в варианте осуществления, показанном на фигурах, каждое из устройств 9а, 9b, 9c, 9d уплотнения соответственно содержит перепускной канал 19 и дроссельный элемент 20, расположенный в перепускном канале 19, в альтернативном варианте осуществления каждое устройство 9а, 9b, 9c, 9d уплотнения может соответственно содержать более одного перепускного канала 19 и одного дроссельного элемента 20.Although in the embodiment shown in the figures, each of the seal devices 9a, 9b, 9c, 9d respectively includes a bypass passage 19 and a throttling element 20 located in the bypass passage 19, in an alternative embodiment, each seal device 9a, 9b, 9c, 9d may accordingly contain more than one bypass channel 19 and one throttle element 20.

Как видно далее, например, на фиг. 3 и 4, соответствующий элемент 16 уплотнения установлен в соответствующем корпусе 12а, 12b, 12c, 12d, причем элемент 16 уплотнения вступает в контакт с элементом 7 машины и с соответствующим корпусом 12а, 12b, 12c, 12d с осуществлением по меньшей мере частичного уплотнения. В варианте осуществления, показанном на фигурах, первое уплотнительное тело 21, второе уплотнительное тело 22 и третье уплотнительное тело 23, каждое из которых расположено между соответствующим элементом 16 уплотнения и соответствующим корпусом 12а, 12b, 12c, 12d с осуществлением уплотнения, обеспечивают уплотнение между соответствующим элементом 16 уплотнения и соответствующим корпусом 12а, 12b, 12c, 12d. На фиг. 3 и 4 также показано, что на соответствующем нижнем конце 15а, 15b, 15c, 15d соответствующего корпуса 12а, 12b, 12c, 12d сформирована направленная радиально внутрь опорная манжета 24. Соответствующий элемент 16 уплотнения упирается в соответствующую опорную манжету 24, то есть опорная манжета 24 служит своеобразным ограничителем максимального смещения элемента 16 уплотнения вниз.As can be seen further, for example, in FIG. 3 and 4, a corresponding sealing element 16 is mounted in a corresponding housing 12a, 12b, 12c, 12d, the sealing element 16 coming into contact with the machine element 7 and the corresponding housing 12a, 12b, 12c, 12d to effect at least partial sealing. In the embodiment shown in the figures, the first sealing body 21, the second sealing body 22 and the third sealing body 23, each of which is located between the corresponding sealing element 16 and the corresponding sealing body 12a, 12b, 12c, 12d, provide a seal between the corresponding sealing element 16 and corresponding housing 12a, 12b, 12c, 12d. In fig. 3 and 4 also show that at the corresponding lower end 15a, 15b, 15c, 15d of the corresponding body 12a, 12b, 12c, 12d a support lip 24 is formed which is directed radially inwards. The corresponding sealing element 16 abuts the corresponding support lip 24, that is, the support lip 24 serves as a kind of limiter for the maximum displacement of the sealing element 16 downwards.

На фиг. 3 и 4 для устройств 9с и 9d уплотнения видно, что соответствующий элемент 16 уплотнения содержит первое опорное кольцо 25, второе опорное кольцо 26 и уплотнительное средство 27, расположенное между первым опорным кольцом 25 и вторым опорным кольцом 26, причем соответствующие элементы 16 уплотнения устройств 9а и 9b уплотнения также содержат первое опорное кольцо 25, второе опорное кольцо 26 и уплотнительное средство 27, расположенное между первым опорным кольцом 25 и вторым опорным кольцом 26. Соответствующее уплотнительное средство 27 имеет форму кольца и охватывает линию 5 подачи текучей среды или элемент 7 машины. Кроме того, второе опорное кольцо 26 в каждом случае упирается в соответствующую опорную манжету 24 соответствующего корпуса 12а, 12b, 12c, 12d. Уплотнительное средство 27 может содержать пластиковые, полиарамидные, углеродные или кевларовые волокна. Первое опорное кольцо 25 каждого устройства 9а, 9b, 9c, 9d уплотнения соединено с соответствующей верхней камерой 17а, 17b, 17c, 17d давления с возможностью передачи текучей среды, в то время как второе опорное кольцо 26 каждого устройства 9а, 9b, 9c, 9d уплотнения соединено с соответствующей нижней камерой 18а, 18b, 18c, 18d давления с возможностью передачи текучей среды. Как показано на фиг. 3 и 4, на торцевой поверхности 42 первого опорного кольца 25, обращенной к уплотнительному средству 27, сформирован первый уплотнительный контур 43а, а на торцевой поверхности 44 второго опорного кольца 27, обращенной к уплотнительному средству 27, сформирован второй уплотнительный контур 44. Первый уплотнительный контур 43 и/или второй уплотнительный контур 45 имеют шероховатую поверхность и сформированы таким образом, чтобы уплотнительное средство 27, расположенное между первым опорным кольцом 25 и вторым опорным кольцом 26, входило в первый уплотнительный контур 43 и/или второй уплотнительный контур 44, благодаря чему обеспечивается надежное уплотнение и надежная фиксация уплотнительного средства 27 между первым опорным кольцом 25 и вторым опорным кольцом 26 и предотвращается смещение уплотнительного средства 27 в направлении соответствующего корпуса 12а, 12b, 12c, 12d или в направлении линии 5 подачи текучей среды или элемента 7 машины. В смысле изобретения под шероховатой поверхностью понимают состояние поверхности, в котором уплотнительный контур 43 и/или уплотнительный контур 44 имеют негладкую поверхность.In fig. 3 and 4 for the sealing devices 9c and 9d, it can be seen that the corresponding sealing element 16 comprises a first support ring 25, a second support ring 26 and sealing means 27 located between the first support ring 25 and the second support ring 26, the corresponding sealing elements 16 of the devices 9a and 9b seals also comprise a first support ring 25, a second support ring 26 and a sealing means 27 located between the first support ring 25 and the second support ring 26. The corresponding sealing means 27 is in the form of a ring and encircles the fluid supply line 5 or the machine element 7. In addition, the second support ring 26 in each case abuts a corresponding support collar 24 of the corresponding housing 12a, 12b, 12c, 12d. The sealing means 27 may comprise plastic, polyaramid, carbon or Kevlar fibers. The first support ring 25 of each sealing device 9a, 9b, 9c, 9d is fluid-transmittingly connected to the corresponding upper pressure chamber 17a, 17b, 17c, 17d, while the second support ring 26 of each sealing device 9a, 9b, 9c, 9d the seal is connected to the corresponding lower pressure chamber 18a, 18b, 18c, 18d to transmit fluid. As shown in FIG. 3 and 4, a first sealing contour 43a is formed on the end surface 42 of the first support ring 25 facing the sealing means 27, and a second sealing contour 44 is formed on the end surface 44 of the second supporting ring 27 facing the sealing means 27. The first sealing contour 43 and/or the second sealing contour 45 have a rough surface and are formed in such a way that the sealing means 27 located between the first support ring 25 and the second support ring 26 engages the first sealing contour 43 and/or the second sealing contour 44, thereby ensuring the sealing means 27 is securely sealed and securely fixed between the first support ring 25 and the second support ring 26 and the sealing means 27 is prevented from moving towards the corresponding housing 12a, 12b, 12c, 12d or towards the fluid supply line 5 or the machine element 7. In the sense of the invention, a rough surface is understood to mean a surface condition in which the sealing contour 43 and/or the sealing contour 44 has a non-smooth surface.

Кроме того, первое уплотнительное тело 21 соответствует первому уплотнительному средству 28, а второе уплотнительное тело 22 соответствует второму уплотнительному средству 29. Первое уплотнительное средство 28 в данном случае выполнено в виде уплотнительного кольца, которое вставлено, например, в паз и расположено между первым опорным кольцом 25 и соответствующим корпусом 12а, 12b, 12c, 12d с осуществлением уплотнения, второе уплотнительное средство 29 также выполнено в виде уплотнительного кольца, которое также вставлено, например, в паз и расположено между вторым опорным кольцом 26 и соответствующим корпусом 12а, 12b, 12c, 12d с осуществлением уплотнения. В представленном варианте осуществления третье уплотнительное средство 30 соответствует третьему уплотнительному телу 23 и расположено между вторым опорным кольцом 26 и опорной манжетой 24 соответствующего корпуса 12а, 12b, 12c, 12d.In addition, the first sealing body 21 corresponds to the first sealing means 28, and the second sealing body 22 corresponds to the second sealing means 29. The first sealing means 28 in this case is made in the form of a sealing ring, which is inserted, for example, into a groove and located between the first support ring 25 and the corresponding housing 12a, 12b, 12c, 12d with the implementation of the seal, the second sealing means 29 is also made in the form of a sealing ring, which is also inserted, for example, into a groove and located between the second support ring 26 and the corresponding housing 12a, 12b, 12c, 12d with implementation of compaction. In the illustrated embodiment, the third sealing means 30 corresponds to the third sealing body 23 and is located between the second support ring 26 and the support collar 24 of the corresponding housing 12a, 12b, 12c, 12d.

Как показано, в частности, на фиг. 3 и 4, первое опорное кольцо 25 поддерживается упругой силой, действующей в направлении второго опорного кольца 26. Для этого на конце первого опорного кольца 25 каждого элемента 16 уплотнения, обращенном в противоположную второму опорному кольцу 26 сторону, образована прижимная манжета 31. К этой прижимной манжете 31 прижат упругий элемент 32, создающий упругую силу, действующую в направлении второго опорного кольца 26. При этом соответствующий упругий элемент 32 установлен в углублении 33, сформированном в предыдущем корпусе 9а, 9b, 9с по направлению потока. На фиг. 4 такое углубление 33 также образовано в корпусе 9d, хотя здесь не предусмотрен упругий элемент, поскольку после корпуса 9d не установлено другого корпуса с элеAs shown in particular in FIG. 3 and 4, the first support ring 25 is supported by an elastic force acting in the direction of the second support ring 26. For this purpose, a pressure cuff 31 is formed at the end of the first support ring 25 of each seal element 16, facing away from the second support ring 26. An elastic element 32 is pressed against the cuff 31, creating an elastic force acting in the direction of the second support ring 26. In this case, the corresponding elastic element 32 is installed in the recess 33 formed in the previous housing 9a, 9b, 9c in the direction of flow. In fig. 4, such a recess 33 is also formed in the housing 9d, although no elastic element is provided here, since no other housing with an elastic element is installed after the housing 9d.

- 8 046395 ментом уплотнения. Скорее, опорная манжета 24 корпуса 12d упирается в торцевую крышку 41 корпуса. Таким образом, в целом, в каждом устройстве 9а, 9b, 9c, 9d уплотнения упругий элемент 32 прижимает первое опорное кольцо 25 в направлении второго опорного кольца 26, которое тем самым прижимается к опорной манжете 24 и упирается в нее, тем самым сжимая уплотнительное средство 27, расположенное между первым опорным кольцом 25 и вторым опорным кольцом 26. Хотя на фигурах показан только один упругий элемент 32, который давит на первое опорное кольцо 25 соответствующего устройства 9а, 9b, 9c, 9d уплотнения, несколько упругих элементов 32 также могут быть расположены в осевом положении в окружном направлении первого опорного кольца 25 и воздействовать на первое опорное кольцо 25. Один или несколько упругих элементов 12 служат для регулировки соответствующего устройства 9а, 9b, 9с, 9d уплотнения при износе соответствующего элемента 16 уплотнения.- 8 046395 sealing ment. Rather, the support collar 24 of the housing 12d abuts the end cap 41 of the housing. Thus, in general, in each sealing device 9a, 9b, 9c, 9d, the elastic element 32 presses the first support ring 25 towards the second support ring 26, which is thereby pressed against and abuts the support collar 24, thereby compressing the sealing means 27, located between the first support ring 25 and the second support ring 26. Although the figures show only one elastic element 32, which presses against the first support ring 25 of the corresponding sealing device 9a, 9b, 9c, 9d, several elastic elements 32 can also be located in an axial position in the circumferential direction of the first support ring 25 and act on the first support ring 25. One or more elastic elements 12 serve to adjust the corresponding seal device 9a, 9b, 9c, 9d when the corresponding seal element 16 wears.

Кроме того, в варианте осуществления, показанном на фигурах, в каждом перепускном канале 19 предусмотрен фильтрующий элемент 34. При этом фильтрующий элемент 34 расположен между соответствующим верхним концом 14а, 14b, 14c, 14d и соответствующим дроссельным элементом 20 и обеспечивает работу соответствующего дроссельного элемента 20 путем фильтрации примесей протекающей текучей среды, предотвращая, например, засорение соответствующего дроссельного элемента 20 и устраняя необходимость уделять особое внимание чистоте рабочей текучей среды.In addition, in the embodiment shown in the figures, a filter element 34 is provided in each bypass channel 19. The filter element 34 is located between the corresponding upper end 14a, 14b, 14c, 14d and the corresponding throttle element 20 and provides operation of the corresponding throttle element 20 by filtering impurities of the flowing fluid, preventing, for example, clogging of the corresponding throttling element 20 and eliminating the need to pay special attention to the cleanliness of the working fluid.

Верхняя камера 17а давления устройства 9а уплотнения определяется областью выше устройства 9а уплотнения по направлению потока. Другие камеры 17b, 17c, 17d давления устройств 9b, 9c, 9d уплотнения ограничены верхней боковой поверхностью рассматриваемого устройства 9b, 9c, 9d уплотнения по направлению потока, предыдущим устройством 9а или 9b или 9с уплотнения, соответственно, внутренней стенкой уплотнительного корпуса 10 и обечайкой линии 5 подачи текучей среды или элемента 7 машины, соответственно. Соответственно, нижние камеры 18а, 18b, 18c, 18d давления ограничены нижней боковой поверхностью рассматриваемого устройства 9а, 9b, 9c, 9d уплотнения, следующим устройством 9b или 9с уплотнения или торцевой крышкой 41 корпуса (в случае устройства 9d уплотнения), внутренней стенкой уплотнительного корпуса 10 и обечайкой линии 5 подачи текучей среды или элемента 7 машины. С другой стороны, каждая из верхних камер 17а, 17b, 17c, 17d давления определяется верхней областью кольцевых зазоров выше соответствующего дроссельного элемента 20 по направлению потока, тогда как нижние камеры 18а, 18b, 18c, 18d давления определяются нижней частью кольцевых зазоров ниже соответствующего дроссельного элемента 20 по направлению потока.The upper pressure chamber 17a of the sealing device 9a is defined by a region above the sealing device 9a in the flow direction. The other pressure chambers 17b, 17c, 17d of the sealing devices 9b, 9c, 9d are limited by the upper side surface of the sealing device 9b, 9c, 9d in the flow direction, the previous sealing device 9a or 9b or 9c, respectively, the inner wall of the sealing body 10 and the line shell 5 for supplying fluid or machine element 7, respectively. Accordingly, the lower pressure chambers 18a, 18b, 18c, 18d are limited by the lower side surface of the seal device 9a, 9b, 9c, 9d in question, the next seal device 9b or 9c or the housing end cap 41 (in the case of the seal device 9d), the inner wall of the seal housing 10 and the shell of the fluid supply line 5 or element 7 of the machine. On the other hand, each of the upper pressure chambers 17a, 17b, 17c, 17d is defined by the upper region of the annular gaps above the corresponding throttling element 20 in the flow direction, while the lower pressure chambers 18a, 18b, 18c, 18d are defined by the lower part of the annular gaps below the corresponding throttling element element 20 in the direction of flow.

Вышеприведенное описание относится к конструктивному исполнению соответствующего устройства 9а, 9b, 9с, 9d уплотнения, причем устройства 9а, 9b, 9с, 9d уплотнения имеют идентичную конструкцию. Четыре устройства 9а, 9b, 9c, 9d уплотнения образуют систему 8 уплотнения в варианте осуществления, показанном на фигурах. При этом устройство 9а уплотнения представляет собой входное устройство 35 уплотнения, а устройство 9d уплотнения представляет собой выходное устройство 36 уплотнения. Как следует из фиг. 2, входное устройство 35 уплотнения и выходное устройство 36 уплотнения расположены последовательно относительно осевого направления элемента 7 машины, т.е. линии 5 подачи текучей среды, причем элемент 16 уплотнения входного устройства 35 уплотнения и элемент 16 уплотнения выходного устройства 36 уплотнения прилегают к элементу 7 машины, перемещающемуся относительно соответствующего элемента 16 уплотнения, с по меньшей мере частичным уплотнением. Чтобы предотвратить повышение давления протекающей текучей среды, нижняя камера 18d давления выходного устройства 36 уплотнения соединена с выходом 37 протекающей текучей среды. В показанном на фигурах варианте осуществления на нижнем конце выхода 37 протекающей текучей среды предусмотрен дроссель 38, с помощью которого можно снова установить разность давлений относительно атмосферного давления, причем в данном случае разность давлений составляет, по меньшей мере, от 5 до 50 бар, предпочтительно от 15 до 25 бар. Опорная манжета 24 устройства 9d уплотнения или выходного устройства 36 уплотнения упирается в торцевую крышку 41 корпуса, как показано на фиг. 2 и 4.The above description refers to the design of the corresponding sealing device 9a, 9b, 9c, 9d, the sealing devices 9a, 9b, 9c, 9d having an identical design. Four sealing devices 9a, 9b, 9c, 9d form a sealing system 8 in the embodiment shown in the figures. Here, the compaction device 9a is an input compaction device 35, and the compaction device 9d is an output compaction device 36. As can be seen from FIG. 2, the inlet seal device 35 and the outlet seal device 36 are arranged in series with respect to the axial direction of the machine element 7, i.e. fluid supply line 5, wherein the sealing element 16 of the inlet sealing device 35 and the sealing element 16 of the output sealing device 36 are adjacent to the machine element 7 moving relative to the corresponding sealing element 16, with at least partial sealing. To prevent the pressure of the flowing fluid from increasing, the lower pressure chamber 18d of the outlet sealing device 36 is connected to the outlet 37 of the flowing fluid. In the embodiment shown in the figures, a throttle 38 is provided at the lower end of the flowing fluid outlet 37, with which the pressure difference relative to atmospheric pressure can again be established, in which case the pressure difference is at least from 5 to 50 bar, preferably from 15 to 25 bar. The support collar 24 of the sealing device 9d or the outlet sealing device 36 abuts the housing end cap 41, as shown in FIG. 2 and 4.

В системе 8 уплотнения, показанной на фиг. 2, входное устройство 35 уплотнения расположено выше выходного устройства 36 уплотнения в направлении потока протекающей текучей среды. Если бы в данном варианте осуществления отсутствовали средние устройства 9b и 9с уплотнения, то нижняя камера 18а давления входного устройства 35 уплотнения соответствовала бы верхней камере 17d давления выходного устройства 36 уплотнения. Однако в данном варианте осуществления первое промежуточное устройство 39 уплотнения, представляющее собой устройство 9b уплотнения, и второе промежуточное устройство 40 уплотнения, представляющее собой устройство 9с уплотнения, расположены между входным устройством 35 уплотнения и выходным устройством 36 уплотнения. Элемент 16 уплотнения первого промежуточного устройства 39 уплотнения и элемент 16 уплотнения второго промежуточного устройства 40 уплотнения прилегают к элементу 7 машины с осуществлением частичного уплотнения. Входное устройство 35 уплотнения, выходное устройство 36 уплотнения, первое промежуточное устройство 39 уплотнения и второе промежуточное устройство 40 уплотнения размещены в уплотнительном корпусе 10. Как показано на фигуре, вместо двух промежуточных устройств 39 и 40 уплотнения может быть предусмотрено только одно промежуточное устройство уплотнения или более двух промежуточных устройств уплотнения. Как правило, в системе 8 уплотнения, содержащей входное, выходное и промежуточное устройства уплотнения, нижняя камера 18с давления промежуточного устройства 40 уплотнения,In the sealing system 8 shown in FIG. 2, the inlet seal device 35 is located above the outlet seal device 36 in the flow direction of the flowing fluid. If the middle seal devices 9b and 9c were absent in this embodiment, the lower pressure chamber 18a of the inlet seal device 35 would correspond to the upper pressure chamber 17d of the outlet seal device 36. However, in this embodiment, the first intermediate sealing device 39 being the sealing device 9b and the second intermediate sealing device 40 being the sealing device 9c are located between the input sealing device 35 and the output sealing device 36. The sealing element 16 of the first intermediate sealing device 39 and the sealing element 16 of the second intermediate sealing device 40 are adjacent to the machine element 7 to effect a partial seal. The inlet seal device 35, the outlet seal device 36, the first intermediate seal device 39 and the second intermediate seal device 40 are housed in the seal body 10. As shown in the figure, instead of two intermediate seal devices 39 and 40, only one or more intermediate seal devices may be provided. two intermediate sealing devices. Typically, in a seal system 8 comprising inlet, outlet and intermediate seal devices, the lower pressure chamber 18c of the intermediate seal device 40,

- 9 046395 расположенная рядом с выходным устройством 36 уплотнения, соответствует верхней камере 17d давления выходного устройства 36 уплотнения, а верхняя камера 17b давления промежуточного устройства 39 уплотнения, расположенного рядом с входным устройством 35 уплотнения, соответствует нижней камере 18а давления входного устройства 35 уплотнения. Кроме того, дроссельный элемент 20 входного устройства 35 уплотнения может иметь проходное сечение, превышающее проходное сечение дроссельного элемента 20 выходного устройства 36 уплотнения и/или промежуточных устройств 39, 40 уплотнения.- 9 046395 located adjacent to the outlet seal device 36 corresponds to the upper pressure chamber 17d of the outlet seal device 36, and the upper pressure chamber 17b of the intermediate seal device 39 located adjacent to the inlet seal device 35 corresponds to the lower pressure chamber 18a of the inlet seal device 35. In addition, the throttling element 20 of the inlet seal device 35 may have a flow area greater than the flow area of the throttling element 20 of the output seal device 36 and/or the intermediate seal devices 39, 40.

Во время работы системы 8 уплотнения текучая среда, например, вода, поступает под высоким давлением в соединительный адаптер 6 и оттуда во вращающуюся линию 5 подачи текучей среды. Таким образом, верхняя камера 17а давления первого устройства 9а уплотнения или входного устройства 35 уплотнения нагружается высоким давлением и передает это высокое давление, уменьшенное дроссельным элементом 20, в нижнюю камеру 18а давления через перепускной канал 19. Таким образом, создается разность давлений между верхней камерой 17а давления и нижней камерой 18а давления, которая смещает корпус 12а и элемент 16 уплотнения в противоположных направлениях вдоль осевого направления или оси z, создавая уплотнение элемента 16 уплотнения относительно корпуса 12а. Кроме того, нагружение давлением верхней камеры 17а давления и нижней камеры 18а давления относительно окружающего уплотнительного корпуса 10 приводит к возникновению направленного радиально внутрь давления, которое действует на элемент 16 уплотнения и на обечайку вращающейся линии 5 подачи текучей среды или вращающегося элемента 7 машины. Таким образом, линия 5 подачи текучей среды эффективно уплотняется как в осевом направлении (см. ось z на фигурах), так и в радиальном направлении (см. ось r на фигурах). Уплотнение является динамическим, поскольку оно основано на повышении давления в верхней камере 17а давления и нижней камере 18а давления, что в конечном итоге обусловлено подачей рабочей текучей среды под давлением в линию 5 подачи текучей среды. Как правило, чем выше давление в верхней камере 17а давления, тем выше давление в нижней камере 18а давления, и тем эффективнее уплотнение. Принцип уплотнения в осевом и радиальном направлении за счет заданной разности давлений, описанный выше, естественно, применим и к устройствам 9b, 9с и 9d уплотнения. В уплотненном состоянии на элемент 16 уплотнения действует не полное давление рабочей текучей среды, а только разность давлений между соответствующей верхней камерой 17а, 17b, 17c, 17d давления и соответствующей нижней камерой 18а, 18b, 18c, 18d давления. Снижение перепада давления улучшает уплотнение и защищает элемент 16 уплотнения от износа. Таким образом, уменьшается количество протекающей текучей среды и увеличивается срок службы уплотнительного узла.During operation of the sealing system 8, a fluid, for example water, enters at high pressure into the connecting adapter 6 and from there into the rotating fluid supply line 5. Thus, the upper pressure chamber 17a of the first sealing device 9a or the inlet sealing device 35 is loaded with high pressure and transmits this high pressure, reduced by the throttling element 20, to the lower pressure chamber 18a through the bypass passage 19. Thus, a pressure difference is created between the upper chamber 17a pressure and a lower pressure chamber 18a, which moves the housing 12a and the seal element 16 in opposite directions along the axial direction or z-axis, creating a seal of the seal element 16 relative to the housing 12a. In addition, the pressure loading of the upper pressure chamber 17a and the lower pressure chamber 18a relative to the surrounding seal housing 10 results in a radially inward pressure that acts on the sealing element 16 and on the shell of the rotating fluid supply line 5 or the rotating element 7 of the machine. Thus, the fluid supply line 5 is effectively compacted both in the axial direction (see the z-axis in the figures) and in the radial direction (see the r-axis in the figures). The seal is dynamic because it is based on the increase in pressure in the upper pressure chamber 17a and the lower pressure chamber 18a, which is ultimately caused by the supply of a pressurized working fluid to the fluid supply line 5. Generally, the higher the pressure in the upper pressure chamber 17a, the higher the pressure in the lower pressure chamber 18a, and the more effective the sealing is. The principle of sealing in the axial and radial direction due to a given pressure difference described above naturally also applies to the sealing devices 9b, 9c and 9d. In the sealed state, the sealing element 16 is not subject to the full pressure of the working fluid, but only the pressure difference between the corresponding upper pressure chamber 17a, 17b, 17c, 17d and the corresponding lower pressure chamber 18a, 18b, 18c, 18d. Reducing the pressure drop improves the seal and protects the seal element 16 from wear. Thus, the amount of leaking fluid is reduced and the service life of the sealing unit is increased.

Последовательное соединение устройств 9а, 9b, 9c, 9d уплотнения, как показано на фиг. 2, позволяет последовательно снижать высокое давление в соединительном адаптере 6 системы 8 уплотнения. Если давление на выходе соединительного адаптера 6 составляет, например, 1000 бар, то разность давлений между соответствующей верхней камерой 17а, 17b, 17c, 17d давления и соответствующей нижней камерой 18а, 18b, 18c, 18d давления может быть установлена примерно на 250 бар для каждого соответствующего устройства 9а, 9b, 9с, 9d уплотнения, причем такую установку осуществляют с помощью соответствующего дроссельного элемента 20. При последовательном соединении четырех устройств 9а, 9b, 9с, 9d уплотнения каждое отдельное устройство 9а, 9b, 9с, 9d уплотнения снижает давление на 250 бар, то есть высокое давление на соединительном адаптере 6 может быть полностью сброшено в конце системы 8 уплотнения, и в то же время количество протекающей текучей среды может быть эффективно сведено к минимуму. Например, если расход через линию 5 подачи текучей среды составляет 200 л/мин, показанная система 8 уплотнения с каскадом из четырех последовательно соединенных устройств 9а, 9b, 9c, 9d уплотнения может свести утечку к количеству менее 1 л/мин, т.е. менее 0,5% от расхода через линию 5 подачи текучей среды. Оставшаяся протекающая текучая среда отводится через выход 37 протекающей текучей среды, причем выход 37 протекающей текучей среды соединен с нижней камерой 18d давления устройства 9d уплотнения. Следует отметить, что помимо воды в качестве рабочей текучей среды и, следовательно, протекающей текучей среды могут быть использованы эмульсии, масла или другие химические текучие среды.A series connection of the sealing devices 9a, 9b, 9c, 9d, as shown in FIG. 2, allows you to consistently reduce the high pressure in the connecting adapter 6 of the seal system 8. If the pressure at the outlet of the connecting adapter 6 is, for example, 1000 bar, then the pressure difference between the corresponding upper pressure chamber 17a, 17b, 17c, 17d and the corresponding lower pressure chamber 18a, 18b, 18c, 18d can be set to approximately 250 bar each corresponding sealing device 9a, 9b, 9c, 9d, and this installation is carried out using a corresponding throttling element 20. When four sealing devices 9a, 9b, 9c, 9d are connected in series, each individual sealing device 9a, 9b, 9c, 9d reduces the pressure by 250 bar, that is, the high pressure on the connection adapter 6 can be completely relieved at the end of the sealing system 8, and at the same time, the amount of flowing fluid can be effectively minimized. For example, if the flow through the fluid supply line 5 is 200 l/min, the sealing system 8 shown with a cascade of four sealing devices 9a, 9b, 9c, 9d connected in series can reduce the leakage to less than 1 l/min, i.e. less than 0.5% of the flow rate through fluid supply line 5. The remaining flowing fluid is discharged through the flowing fluid outlet 37, the flowing fluid outlet 37 being connected to the lower pressure chamber 18d of the sealing device 9d. It should be noted that in addition to water, emulsions, oils or other chemical fluids can be used as the working fluid and therefore the flowing fluid.

Согласно предложенному изобретением способу уплотнения для предотвращения утечки на элементе 7 круглого сечения рабочей машины 11, работающей с рабочей текучей средой под высоким давлением, предусматривающему использование по меньшей мере одного из описанных выше устройств 9а, 9b, 9c, 9d уплотнения, элемент 16 уплотнения по меньшей мере одного из устройств 9а, 9b, 9c, 9d уплотнения вводят в контакт с элементом 7 машины, имеющим круглое сечение и вытянутым в осевом направлении, с осуществлением уплотнения. Затем с помощью протекающей текучей среды устанавливают первое давление в верхней камере 17а, 17b, 17c, 17d давления соответствующего устройства 9а, 9b, 9c, 9d уплотнения. Затем в нижней камере 18а, 18b, 18с, 18d давления соответствующего устройства 9а, 9b, 9c, 9d уплотнения с помощью дроссельного элемента 20, расположенного в перепускном канале 19, устанавливают второе заданное давление. При этом разность между первым давлением и вторым заданным давлением смещает элемент 16 уплотнения и соответствующий корпус 12а, 12b, 12c, 12d друг относительно друга с уплотняющим усилием. Способ предусматривает возможность установки по меньшей мере одного дополнительного устройства 9b, 9c, 9d уплотнения после по меньшей мере одного устройства 9а уплотнения, причем дополнительное устройство 9b, 9c, 9d уплотнения вводят в контакт с элеменAccording to the method proposed by the invention for sealing to prevent leakage on a circular element 7 of a working machine 11 working with a working fluid under high pressure, which involves the use of at least one of the sealing devices 9a, 9b, 9c, 9d described above, the sealing element 16 at least In at least one of the devices 9a, 9b, 9c, 9d, the seals are brought into contact with a machine element 7 having a circular cross-section and elongated in the axial direction to effect a seal. A first pressure is then established in the upper pressure chamber 17a, 17b, 17c, 17d of the corresponding sealing device 9a, 9b, 9c, 9d using the flowing fluid. Then, in the lower pressure chamber 18a, 18b, 18c, 18d of the corresponding seal device 9a, 9b, 9c, 9d, a second predetermined pressure is established using a throttling element 20 located in the bypass channel 19. In this case, the difference between the first pressure and the second predetermined pressure moves the sealing element 16 and the corresponding housing 12a, 12b, 12c, 12d relative to each other with a sealing force. The method provides for the possibility of installing at least one additional sealing device 9b, 9c, 9d after at least one sealing device 9a, and the additional sealing device 9b, 9c, 9d is brought into contact with the element

- 10 046395 том 7 машины, который имеет круглое сечение и вытянут в осевом направлении, с осуществлением уплотнения. При этом с помощью предыдущего устройства 9а уплотнения достигается разность давлений, равная разности давлений, достигаемой с помощью дополнительного устройства 9b, 9c, 9d уплотнения.- 10 046395 volume 7 of the machine, which has a circular cross-section and is elongated in the axial direction, with the implementation of compaction. In this case, with the previous sealing device 9a a pressure difference is achieved equal to the pressure difference achieved with the additional sealing device 9b, 9c, 9d.

Раскрытое изобретение, разумеется, не ограничивается описанным и показанным на фигурах вариантом осуществления. Различные изменения, очевидные для специалиста в данной области техники, могут быть внесены в вариант осуществления, показанный на фигурах, в рамках защищаемого объема изобретения. Хотя изобретение показано на фигурах и раскрыто со ссылкой на вращающийся элемент машины, специалисту в данной области техники будет понятно, что изобретение также может быть применено к элементам машины, перемещающимся в осевом направлении. В защищаемый объем изобретения входит все, что содержится в описании и/или показано на фигурах, включая те отклонения от данного варианта осуществления, которые будут очевидны для специалиста в данной области техники.The disclosed invention is, of course, not limited to the embodiment described and shown in the figures. Various changes obvious to one skilled in the art may be made to the embodiment shown in the figures within the protected scope of the invention. Although the invention is shown in the figures and disclosed with reference to a rotating machine element, one skilled in the art will appreciate that the invention can also be applied to axially moving machine elements. The protected scope of the invention includes everything contained in the description and/or shown in the figures, including those deviations from this embodiment that would be obvious to a person skilled in the art.

Список ссылочных обозначенийList of reference designations

- вращающаяся сопловая головка;- rotating nozzle head;

- устройство для удаления окалины;- device for removing scale;

- электропривод;- electric drive;

- фланцевое соединение;- flange connection;

- линия подачи текучей среды;- fluid supply line;

- соединительный адаптер;- connecting adapter;

- элемент машины;- machine element;

- система уплотнения;- sealing system;

a-d - устройства уплотнения;a-d - sealing devices;

- уплотнительный корпус;- sealing housing;

- рабочая машина;- working machine;

a-d - корпус;a-d - body;

a-d - верхний конец;a-d - upper end;

a-d - нижний конец;a-d - lower end;

- элемент уплотнения;- sealing element;

a-d - верхняя камера давления;a-d - upper pressure chamber;

a-d - нижняя камера давления;a-d - lower pressure chamber;

- перепускной канал;- bypass channel;

- дроссельный элемент;- throttle element;

- первое уплотнительное тело;- first sealing body;

- второе уплотнительное тело;- second sealing body;

- третье уплотнительное тело;- third sealing body;

- опорная манжета;- support cuff;

- первое опорное кольцо;- first support ring;

- второе опорное кольцо;- second support ring;

- уплотнительное средство;- sealing agent;

- первое уплотнительное средство;- first sealing means;

- второе уплотнительное средство;- second sealing means;

- третье уплотнительное средство;- third sealing means;

- прижимная манжета;- pressure cuff;

- упругий элемент;- elastic element;

- углубление;- recess;

- фильтрующий элемент;- filter element;

- входное устройство уплотнения;- inlet seal device;

- выходное устройство уплотнения;- output seal device;

- выход протекающей текучей среды;- exit of the flowing fluid;

- дроссель;- throttle;

- первое промежуточное устройство уплотнения;- a first intermediate sealing device;

- второе промежуточное устройство уплотнения;- a second intermediate sealing device;

- торцевая крышка корпуса;- end cover of the housing;

- торцевая сторона;- end side;

- первый уплотнительный контур;- first sealing circuit;

- торцевая сторона;- end side;

- второй уплотнительный контур.- second sealing circuit.

--

Claims (19)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Устройство (9а, 9b, 9c, 9d) уплотнения для предотвращения утечки на элементе (7) круглого сечения, входящем в состав рабочей машины (11), работающей с рабочей текучей средой под высоким давлением, причем устройство (9а, 9b, 9c, 9d) уплотнения содержит:1. A sealing device (9a, 9b, 9c, 9d) for preventing leakage on a circular element (7) included in the working machine (11) working with a working fluid under high pressure, wherein the device (9a, 9b, 9c , 9d) seals contains: корпус (12а, 12b, 12c, 12d) в форме трубки, который имеет верхний конец (14а, 14b, 14c, 14d) и нижний конец (15а, 15b, 15c, 15d) и через который может проходить элемент (7) круглого сечения машины, верхнюю камеру (17а, 17b, 17c, 17d) давления, расположенную на верхнем конце (14а, 14b, 14c, 14d) корпуса (12а, 12b, 12c, 12d), нижнюю камеру (18а, 18b, 18c, 18d) давления, расположенную на нижнем конце (15а, 15b, 15c, 15d) корпуса (12а, 12b, 12c, 12d), элемент (16) уплотнения, расположенный между верхней камерой (17а, 17b, 17с, 17d) давления и нижней камерой (18а, 18b, 18c, 18d) давления, установленный внутри корпуса (12а, 12b, 12c, 12d) и по меньшей мере частично прилегающий с обеспечением уплотнения к элементу (7) машины, перемещающемуся относительно элемента (16) уплотнения, перепускной канал (19), выполненный с возможностью обведения вокруг элемента (16) уплотнения, по меньшей мере частично расположенный внутри корпуса (12а, 12b, 12c, 12d) и выполненный с возможностью соединения верхней камеры (17а, 17b, 17c, 17d) давления и нижней камеры (18а, 18b, 18c, 18d) давления с возможностью передачи текучей среды, и дроссельный элемент (20), выполненный с возможностью снижения давления текучей среды, протекающей из верхней камеры (17а, 17b, 17c, 17d) давления через перепускной канал (19) в нижнюю камеру (18а, 18b, 18c, 18d) давления, на заданную разность давлений и расположенный между верхней (17а, 17b, 17c, 17d) камерой давления и нижней камерой (18а, 18b, 18c, 18d) давления в перепускном канале (19), причем протекающая текучая среда представляет собой часть рабочей текучей среды, находящейся под высоким давлением, причем на нижнем конце (15а, 15b, 15c, 15d) корпуса (12а, 12b, 12c, 12d) сформирована направленная радиально внутрь опорная манжета (24), к которой прилегает элемент (16) уплотнения, и причем элемент (16) уплотнения содержит первое опорное кольцо (25), второе опорное кольцо (26) и уплотнительное средство (27), расположенное между первым опорным кольцом (25) и вторым опорным кольцом (26), причем второе опорное кольцо (26) прилегает к опорной манжете (24).a tube-shaped body (12a, 12b, 12c, 12d) which has an upper end (14a, 14b, 14c, 14d) and a lower end (15a, 15b, 15c, 15d) and through which a circular element (7) can pass machine, upper pressure chamber (17a, 17b, 17c, 17d) located at the upper end (14a, 14b, 14c, 14d) of the housing (12a, 12b, 12c, 12d), lower chamber (18a, 18b, 18c, 18d) pressure located at the lower end (15a, 15b, 15c, 15d) of the housing (12a, 12b, 12c, 12d), a seal element (16) located between the upper pressure chamber (17a, 17b, 17c, 17d) and the lower chamber ( 18a, 18b, 18c, 18d) pressure, installed inside the housing (12a, 12b, 12c, 12d) and at least partially adjacent to provide a seal to the machine element (7) moving relative to the sealing element (16), bypass channel (19 ), configured to wrap around the sealing element (16), at least partially located inside the housing (12a, 12b, 12c, 12d) and configured to connect the upper pressure chamber (17a, 17b, 17c, 17d) and the lower chamber ( 18a, 18b, 18c, 18d) pressure with the ability to transmit fluid, and a throttling element (20) configured to reduce the pressure of the fluid flowing from the upper pressure chamber (17a, 17b, 17c, 17d) through the bypass channel (19) into the lower pressure chamber (18a, 18b, 18c, 18d), at a given pressure difference and located between the upper (17a, 17b, 17c, 17d) pressure chamber and the lower pressure chamber (18a, 18b, 18c, 18d) in the bypass channel ( 19), wherein the flowing fluid is part of the working fluid under high pressure, and at the lower end (15a, 15b, 15c, 15d) of the body (12a, 12b, 12c, 12d) a support collar (24) directed radially inward is formed ) to which the sealing element (16) is adjacent, and wherein the sealing element (16) comprises a first support ring (25), a second support ring (26) and a sealing means (27) located between the first support ring (25) and the second support ring ring (26), with the second support ring (26) adjacent to the support collar (24). 2. Устройство (9а, 9b, 9c, 9d) уплотнения по п.1, в котором элемент (16) уплотнения и корпус (12а, 12b, 12c, 12d) установлены с возможностью перемещения друг относительно друга.2. The sealing device (9a, 9b, 9c, 9d) according to claim 1, in which the sealing element (16) and the housing (12a, 12b, 12c, 12d) are mounted to move relative to each other. 3. Устройство (9а, 9b, 9c, 9d) уплотнения по п.1 или 2, в котором корпус (12а, 12b, 12c, 12d) и элемент (16) уплотнения установлены с возможностью смещения друг относительно друга в результате заданной разности давлений с обеспечением уплотнения.3. The sealing device (9a, 9b, 9c, 9d) according to claim 1 or 2, in which the housing (12a, 12b, 12c, 12d) and the sealing element (16) are installed with the possibility of displacement relative to each other as a result of a given pressure difference ensuring sealing. 4. Устройство (9а, 9b, 9c, 9d) уплотнения по любому из предыдущих пунктов, в котором элемент (16) уплотнения расположен таким образом, что он по меньшей мере частично прилегает к корпусу (12а, 12b, 12c, 12d).4. The sealing device (9a, 9b, 9c, 9d) according to any of the previous paragraphs, in which the sealing element (16) is located in such a way that it is at least partially adjacent to the housing (12a, 12b, 12c, 12d). 5. Устройство (9а, 9b, 9c, 9d) уплотнения по любому из предыдущих пунктов, в котором элемент (16) уплотнения содержит пластиковые, полиарамидные, углеродные или кевларовые волокна.5. The sealing device (9a, 9b, 9c, 9d) according to any of the previous paragraphs, in which the sealing element (16) contains plastic, polyaramid, carbon or Kevlar fibers. 6. Устройство (9а, 9b, 9c, 9d) уплотнения по любому из предыдущих пунктов, в котором предусмотрено по меньшей мере одно уплотнительное тело (21, 22, 23), расположенное с обеспечением уплотнения между элементом (16) уплотнения и корпусом (12а, 12b, 12c, 12d).6. The sealing device (9a, 9b, 9c, 9d) according to any of the previous paragraphs, which includes at least one sealing body (21, 22, 23) located to provide a seal between the sealing element (16) and the housing (12a) , 12b, 12c, 12d). 7. Устройство (9а, 9b, 9c, 9d) уплотнения по п.1, в котором по меньшей мере одно первое уплотнительное средство (28) расположено между первым опорным кольцом (25) и корпусом (12а, 12b, 12c, 12d) с обеспечением уплотнения.7. The sealing device (9a, 9b, 9c, 9d) according to claim 1, wherein at least one first sealing means (28) is located between the first support ring (25) and the housing (12a, 12b, 12c, 12d) with ensuring compaction. 8. Устройство (9а, 9b, 9c, 9d) уплотнения по п.1 или 7, в котором по меньшей мере одно второе уплотнительное средство (29) расположено между вторым опорным кольцом (26) и корпусом (12а, 12b, 12c, 12d) с обеспечением уплотнения.8. A sealing device (9a, 9b, 9c, 9d) according to claim 1 or 7, wherein at least one second sealing means (29) is located between the second support ring (26) and the housing (12a, 12b, 12c, 12d ) ensuring compaction. 9. Устройство (9а, 9b, 9c, 9d) уплотнения по пп.1, 7 или 8, в котором первое опорное кольцо (25) поддерживается упругой силой, действующей в направлении второго опорного кольца (26).9. A sealing device (9a, 9b, 9c, 9d) according to claim 1, 7 or 8, wherein the first support ring (25) is supported by an elastic force acting in the direction of the second support ring (26). 10. Устройство (9а, 9b, 9c, 9d) уплотнения по любому из предыдущих пунктов, в котором в перепускном канале (19) между верхним концом (14а, 14b, 14c, 14d) и дроссельным элементом (20) расположен фильтрующий элемент (34).10. A sealing device (9a, 9b, 9c, 9d) according to any of the previous paragraphs, in which a filter element (34) is located in the bypass channel (19) between the upper end (14a, 14b, 14c, 14d) and the throttle element (20). ). 11. Система (8) уплотнения, содержащая входное устройство (35) уплотнения с признаками устройства (9а, 9b, 9c, 9d) уплотнения по любому из пп.1-10, выходное устройство (36) уплотнения с признаками устройства (9а, 9b, 9c, 9d) уплотнения по любому из пп.1-10, и имеющий круглое сечение и вытянутый в осевом направлении элемент (7) рабочей машины (11), 11. A sealing system (8) containing an input sealing device (35) with the features of a sealing device (9a, 9b, 9c, 9d) according to any one of claims 1-10, an output sealing device (36) with the features of a device (9a, 9b) , 9c, 9d) seals according to any one of claims 1 to 10, and an element (7) of the working machine (11) having a circular cross-section and elongated in the axial direction, - 12 046395 выполненной с возможностью работы с рабочей текучей средой под высоким давлением, причем входное устройство (35) уплотнения и выходное устройство (36) уплотнения расположены последовательно в осевом направлении элемента (7) машины, и соответствующие элементы (16) уплотнения входного устройства (35) уплотнения и выходного устройства (36) уплотнения прилегают к элементу (7) машины, перемещающемуся относительно соответствующего элемента (16) уплотнения, по меньшей мере частично, с обеспечением уплотнения.- 12 046395 configured to work with a working fluid under high pressure, wherein the inlet seal device (35) and the outlet seal device (36) are located sequentially in the axial direction of the machine element (7), and the corresponding seal elements (16) of the inlet device ( 35) the seal and the seal outlet device (36) are adjacent to the machine element (7) moving relative to the corresponding seal element (16), at least partially, to ensure a seal. 12. Система (8) уплотнения по п.11, в которой нижняя камера (18d) давления следующего выходного устройства (36) уплотнения по направлению протекающей текучей среды соединена с выходом (37) протекающей текучей среды.12. The seal system (8) according to claim 11, in which the lower pressure chamber (18d) of the next outlet seal device (36) in the direction of the flowing fluid is connected to the outlet (37) of the flowing fluid. 13. Система (8) уплотнения по п.11 или 12, в которой входное устройство (35) уплотнения расположено выше выходного устройства (36) уплотнения по направлению протекающей текучей среды, причем нижняя камера (18а) давления входного устройства (35) уплотнения соответствует верхней камере (17d) давления выходного устройства (36) уплотнения.13. The seal system (8) according to claim 11 or 12, in which the inlet seal device (35) is located above the outlet seal device (36) in the direction of the flowing fluid, and the lower pressure chamber (18a) of the inlet seal device (35) corresponds the upper pressure chamber (17d) of the outlet device (36) seal. 14. Система (8) уплотнения по любому из пп.11-13, в которой дроссельный элемент (20) входного устройства (35) уплотнения имеет проходное сечение, превышающее проходное сечение дроссельного элемента (20) выходного устройства (36) уплотнения.14. The seal system (8) according to any one of claims 11 to 13, in which the throttle element (20) of the inlet seal device (35) has a flow area greater than the flow area of the throttle element (20) of the output seal device (36). 15. Система (8) уплотнения по п.11 или 12, в которой входное устройство (35) уплотнения расположено выше выходного устройства (36) уплотнения по направлению протекающей текучей среды, при этом между входным устройством (35) уплотнения и выходным устройством (36) уплотнения расположено по меньшей мере одно промежуточное устройство (39, 40) уплотнения с признаками устройства (9b, 9с) уплотнения по любому из пп.1-10, и при этом элемент (16) уплотнения по меньшей мере одного промежуточного устройства (39, 40) уплотнения прилегает к элементу (7) машины, перемещающемуся относительно элемента (16) уплотнения по меньшей мере одного промежуточного устройства (39, 40) уплотнения, по меньшей мере частично, с обеспечением уплотнения.15. The seal system (8) according to claim 11 or 12, in which the inlet seal device (35) is located above the outlet seal device (36) in the direction of the flowing fluid, while between the inlet seal device (35) and the outlet device (36 ) of the seal, at least one intermediate sealing device (39, 40) with the features of a sealing device (9b, 9c) according to any one of claims 1 to 10 is located, and the sealing element (16) of at least one intermediate device (39, 40) of the seal is adjacent to the element (7) of the machine, moving relative to the element (16) of the seal of at least one intermediate device (39, 40) of the seal, at least partially, ensuring a seal. 16. Система (8) уплотнения по п.15, в которой входное устройство (35) уплотнения и/или выходное устройство (36) уплотнения, и/или по меньшей мере одно промежуточное устройство (39, 40) уплотнения размещены в уплотнительном корпусе (10).16. The seal system (8) according to claim 15, in which the inlet seal device (35) and/or the outlet seal device (36), and/or at least one intermediate seal device (39, 40) are located in the seal housing ( 10). 17. Система (8) уплотнения по п.15 или 16, в которой нижняя камера (18с) давления по меньшей мере одного промежуточного устройства (40) уплотнения, расположенного рядом с выходным устройством (36) уплотнения, соответствует верхней камере (17d) давления выходного устройства (36) уплотнения, и в которой верхняя камера (17b) давления по меньшей мере одного промежуточного устройства (39) уплотнения, расположенного рядом с входным устройством (35) уплотнения, соответствует нижней камере (18а) давления входного устройства (35) уплотнения.17. The seal system (8) according to claim 15 or 16, in which the lower pressure chamber (18c) of at least one intermediate seal device (40) located adjacent to the outlet seal device (36) corresponds to the upper pressure chamber (17d) output seal device (36), and in which the upper pressure chamber (17b) of at least one intermediate seal device (39) located next to the inlet seal device (35) corresponds to the lower pressure chamber (18a) of the inlet seal device (35) . 18. Способ уплотнения для предотвращения утечки на элементе (7) машины круглого сечения, входящем в состав рабочей машины (11), работающей с рабочей текучей средой под высоким давлением, с использованием устройства (9а, 9b, 9с, 9d) уплотнения по любому из пп.1-10, в котором элемент (16) уплотнения по меньшей мере одного устройства (9а, 9b, 9c, 9d) уплотнения вводят в контакт с элементом (7) машины, имеющим круглое сечение и вытянутым в осевом направлении, с обеспечением уплотнения, устанавливают первое давление в верхней камере (17а, 17b, 17c, 17d) давления по меньшей мере одного устройства (9а, 9b, 9c, 9d) уплотнения посредством протекающей текучей среды, устанавливают второе заданное давление в нижней камере (18а, 18b, 18с, 18d) давления по меньшей мере одного устройства (9а, 9b, 9c, 9d) уплотнения посредством дроссельного элемента (20), расположенного в перепускном канале (19), и посредством разности между первым давлением и вторым заданным давлением смещают элемент (16) уплотнения и корпус (12а, 12b, 12c, 12d) друг относительно друга с усилием уплотнения.18. A method of sealing to prevent leakage on an element (7) of a circular cross-section machine included in a working machine (11) working with a working fluid under high pressure, using a sealing device (9a, 9b, 9c, 9d) according to any of claims 1-10, in which the sealing element (16) of at least one sealing device (9a, 9b, 9c, 9d) is brought into contact with a machine element (7) having a circular cross-section and elongated in the axial direction, ensuring a seal , set the first pressure in the upper chamber (17a, 17b, 17c, 17d) of the pressure of at least one sealing device (9a, 9b, 9c, 9d) by means of the flowing fluid, set the second preset pressure in the lower chamber (18a, 18b, 18c , 18d) the pressure of at least one sealing device (9a, 9b, 9c, 9d) by means of a throttling element (20) located in the bypass channel (19), and by means of the difference between the first pressure and the second set pressure, the sealing element (16) is shifted and the housing (12a, 12b, 12c, 12d) relative to each other with a sealing force. 19. Способ по п.18, в котором устанавливают по меньшей мере одно дополнительное устройство (9b, 9c, 9d) уплотнения в дополнение к по меньшей мере одному устройству (9а) уплотнения и после него по направлению протекающей текучей среды, при этом дополнительное устройство (9b, 9c, 9d) уплотнения вводят в контакт с элементом (7) машины, который имеет круглое сечение и вытянут в осевом направлении, с обеспечением уплотнения, и при этом с помощью предыдущего устройства (9а) уплотнения обеспечивают разность давлений, равную разности давлений, достигаемой с помощью еще одного дополнительного устройства (9b, 9c, 9d) уплотнения.19. The method according to claim 18, in which at least one additional sealing device (9b, 9c, 9d) is installed in addition to and after the at least one sealing device (9a) in the direction of the flowing fluid, wherein the additional device (9b, 9c, 9d) the seals are brought into contact with an element (7) of the machine, which has a circular cross-section and is elongated in the axial direction, to provide a seal, and with the help of the previous device (9a) the seals provide a pressure difference equal to the pressure difference achieved by another additional sealing device (9b, 9c, 9d). --
EA202291693 2021-06-17 SEALING DEVICE, SEALING SYSTEM AND SEALING METHOD FOR PREVENTING LEAKAGE ON A MACHINE ELEMENT EA046395B1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA046395B1 true EA046395B1 (en) 2024-03-08

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2114321C (en) Quick-change fluid section for piston-type paint pumps
KR100606994B1 (en) A screw compressor injected with water
US20060051198A1 (en) Sealing system for slurry pump
CN104704274A (en) Fluid exchange devices, pressure exchangers, and related methods
US5290152A (en) Manifold for a liquid ring vacuum pump-compressor
RU2218480C2 (en) Fluid media handling machine (versions)
WO2002070928A1 (en) Pressurized chamber seal cartridge
US20090194951A1 (en) Cooling system for injection sealant stuffing box
JP7308840B2 (en) Turbomachine with fluid sealing device
EA046395B1 (en) SEALING DEVICE, SEALING SYSTEM AND SEALING METHOD FOR PREVENTING LEAKAGE ON A MACHINE ELEMENT
US5110162A (en) Anti-corrosive rotary joint
US5209526A (en) Rotary joint assembly
JP7439273B2 (en) Sealing equipment, sealing systems, and methods for sealing leakage flows in mechanical elements
US5975864A (en) Pump with self-reciprocating pistons
US6234414B1 (en) Apparatus and method for sealing shafts
JP4864995B2 (en) mechanical seal
US20240181585A1 (en) Sealing device, sealing system, and method for sealing a leakage flow at a machine element
CN112892888A (en) Telescopic even feed arrangement
US4108569A (en) Lubricated mechanical seals for pumps
US4833976A (en) Sealing means for a high pressure axial piston pump
CN216173281U (en) Telescopic even feed arrangement
EP3578811B1 (en) Volumetric piston pump
EP0959254B2 (en) Radially sealed centrifugal pump
CN111527310B (en) Sealing arrangement
TW201641174A (en) Device for removing scale from the surface of a slab or a rolled product