FI78540B

FI78540B - MEKANISK TAETNING FOER SLAMPUMPAR.

Info

Publication number: FI78540B
Application number: FI880200A
Authority: FI
Inventors: Robert S Wentworth
Original assignee: Bw Ip International Inc
Priority date: 1983-03-01
Filing date: 1988-01-18
Publication date: 1989-04-28
Also published as: FI78539C; FI873589A; FI880200A0; FI880201A; FI78540C; FI79174B; FI873589A0; FI79174C; FI880201A0; FI880200A; FI78539B

Description

1 785401 78540

Lietepumpuissa käytettävä mekaaninen tiiviste Jakamalla erotettu hakemuksesta 833 312 5 Tavanomainen, moottorin ja pumpun välissä käytet tävä mekaaninen tiiviste käsittää kiinteän tiivistysren-kaan, joka on yhdistetty moottorin koteloon, ja moottorin akseliin kiinnitetyn pyörivän tiivistysrenkaan. Kummassakin tiivistysrenkaassa on limittyvä tiivistyspinta 10 toisen renkaan tiivistyspintaa vastapäätä. Jousto-osat, esim. kierrejouset ja/tai palkeet tiivistävät tiivistys-rengaspinnat toisiinsa.Mechanical seal for sludge pumps Divided by application 833 312 5 A conventional mechanical seal for use between a motor and a pump comprises a fixed sealing ring connected to the motor housing and a rotating sealing ring attached to the motor shaft. Each sealing ring has an overlapping sealing surface 10 opposite the sealing surface of the other ring. Flexible parts, such as coil springs and / or bellows, seal the sealing ring surfaces together.

Tällaisten tiivisteiden kiinnittämisen ja irrottamisen helpottamiseksi tiiviste pannaan tavallisesti 15 "patruunaan", esim. kiinnittämällä valmiiksi koottu tiiviste lieriöholkkiin, joka työnnetään moottorin akselin päälle ja kiinnitetään siihen yhdellä tai useammalla asetusruuvilla.To facilitate the attachment and detachment of such seals, the seal is usually placed in a "cartridge", e.g., by attaching a pre-assembled seal to a cylindrical sleeve which is pushed onto the motor shaft and secured thereto by one or more set screws.

Useimmissa edellä kuvatun kaltaisissa mekaanisis-20 sa tiivisteissä on paljon metalliosia, esim. palkeita ja jousia, jotka puristavat tiivistysrenkaat tiivistysasen-toon ja joihin käsiteltävä neste pääsee koskettamaan. Sellaisissa sovellutuksissa, joissa neste ei ole kuluttavaa eikä syövyttävää, tästä ei aiheudukaan vaikeuksia, 25 mutta sen sijaan lietepumpuilla siirrettävän nesteen kuluttava vaikutus kohdistuu metalliosiin ja lyhentää tuntuvasti niiden käyttöikää.Most mechanical seals such as those described above have a large number of metal parts, e.g. bellows and springs, which compress the sealing rings into the sealing position and which can be contacted by the liquid to be treated. In applications where the liquid is neither abrasive nor corrosive, this does not present any difficulty, 25 but instead the abrasive effect of the liquid transferred by the slurry pumps is on the metal parts and considerably shortens their service life.

Tyypillinen mekaaninen tiiviste on kompakti ja siinä on tiiviisti toisiinsa sovittuvat tarkkuusosat.A typical mechanical seal is compact and has tightly fitting precision parts.

30 Sen sijaan lietepumpun tiivisteiden osat voivat olla suhteellisen karkeita, joten ne voidaan valmistaa suurilla mittatoleransseilla ja sen vuoksi myös huokealla, koska ne kuluvat kuitenkin nopeasti, vaikka niiden käyttöikää yritetäänkin pidentää. Tämä koskee myös sitä ta- 2 78540 paa, jolla ne asennetaan pumppuun. Esimerkiksi, kuten jo mainittiin, useimmat patruunatiivisteet on kiinnitetty useimmilla asetusruuveilla, jotka juuttuvat usein kiinni ja joiden irrottaminen vaatii paljon aikaa. Kun 5 on kysymys lietepumpun tiivisteistä, jotka säädetään ja vaihdetaan huomattavasti useammin, on tärkeää, että tiiviste pystytään irrottamaan moottorin akselista nopeasti ja helposti.30 On the other hand, the parts of the sludge pump seals can be relatively rough, so that they can be manufactured with large dimensional tolerances and therefore also inexpensive, since they wear out quickly even if an attempt is made to extend their service life. This also applies to the way in which they are installed in the pump. For example, as already mentioned, most cartridge seals are secured with most set screws, which often get stuck and take a long time to remove. In the case of sludge pump seals, which are adjusted and replaced much more frequently, it is important that the seal can be removed from the motor shaft quickly and easily.

Lietepumppujen tiivisteiden suunnittelussa on li-10 säksi huomioitava tiivistysrenkaiden kuormituspinta.The load surface of the sealing rings must also be taken into account when designing seals for sludge pumps.

Aikaisemmista tiivisteistä voidaan tällöin mainita esimerkkeinä tapauksia, joissa jouset on korvattu elasto-meerimateriaalilla, niin että on saatu tarvittava jousto pitämään tiivistysrenkaat tiivistysasennossa.Examples of previous seals can then be mentioned in cases where the springs have been replaced with an elastomeric material, so that the necessary elasticity has been obtained to keep the sealing rings in the sealing position.

15 Elastomeerejä voidaan kuormittaa vääntö-, puris tus-, veto- ja leikkausrasityksilla. Viimeksi mainittu rasitus on näistä edullisin, koska kuormitukset jakautuvat - yleensä tasaisesti - koko elastomeerimassaan. Vään-törasityksessa kuormitukset ovat lähinnä ulommaisissa 20 kuiduissa sisäkuitujen ollessa yleensä kuormittamattomia ja juuri nämä kuidut vahingoittuvat ensin kulumisesta tai kemiallisesta vaikutuksesta johtuen. Lisäksi voidaan i mainita, että vääntökuormitettu elastomeeri menettää hy- vin pian joustotoimintonsa. Vetorasituksessa elastomee-25 rit venyvät ja jäävät tällöin venyneeseen muotoonsa, siis samalla tavalla kuin esim. venytetty kuminauha, joka jää jatkuvasti "pitkäksi". Elastomeeriosa on rajattuna kokoonpuristumaton ja taas rajaamttomana ja puristettuna se pullistuu. Lisäksi sillä on suuri jousto ly-30 hyellä välillä, joten se ei voi korvata jousta.15 Elastomers can be subjected to torsional, compressive, tensile and shear stresses. The latter stress is the most advantageous of these because the loads are distributed - usually evenly - over the entire elastomer mass. Under torsional stress, the loads are mainly on the outer fibers, with the inner fibers generally unloaded and it is these fibers that are first damaged due to wear or chemical action. In addition, it can be mentioned that the torsionally loaded elastomer very soon loses its elastic function. Under tensile stress, the elastomers stretch and then remain in their stretched shape, i.e. in the same way as, for example, a stretched rubber band, which remains "long" at all times. The elastomeric part is uncompressed when bound and again unbulged and compressed when compressed. In addition, it has a great elasticity between ly-30, so it cannot replace the elastic.

Esimerkiksi US-patentissa 4 306 727/Deane et ai selostetaan kiinteän elastomeerirenkaan käyttöä. Renkaan päässä on metallinen tiivistysrengas poran terään liittyen. Tässä patentissa mainitaan myös, että elastomeeri-35 tiivisteitä käytetään pyörivien leikkuuterien ja tuki-For example, U.S. Patent 4,306,727 to Deane et al. Discloses the use of a solid elastomer ring. At the end of the ring is a metal sealing ring connected to the drill bit. This patent also mentions that elastomer-35 seals are used for rotary cutting blades and support

IIII

3 78540 laakereiden välissä estämään lian, hiekan, kivimurskeen, syövyttävien nesteiden ja muiden epäpuhtauksien pääsy laakeriin. Vaikka tämän patentin mukainen elastomeeri-rengas onkin esimerkki elastomeerin käytöstä haluttaes-5 sa puristaa tiivistysrenkaat toisiinsa, se on kuitenkin konstruoitu niin, että jätettä pyrkii kasautumaan vuoto-puolelle, mikä pystyy aiheuttamaan elastomeerin huonontumisen. Lisäksi tiiviste voidaan puhdistaa ainoastaan purkamalla koko tiivistemekanismi.3 78540 between bearings to prevent dirt, sand, crushed stone, corrosive liquids and other contaminants from entering the bearing. Although the elastomer ring of this patent is an example of the use of an elastomer to compress the sealing rings together, it is designed so that waste tends to accumulate on the leak side, which can cause deterioration of the elastomer. In addition, the seal can only be cleaned by disassembling the entire seal mechanism.

10 US-patentissa 3 272 519/Voitek selostetaan puoles taan tiivisteitä, joita käytetään traktorin takapyörien ja rungon välissä. Jokaiseen tiivisteeseen kuuluu kaksi elastomeerista valmistettua, poikkileikkaukseltaan pyöristetyn neliön muotoista tiivistysosaa, jotka purista-15 vat tiivistysrengasparin yhteen ja muuttuvat käytössä vinoneliön muotoisiksi. Tällöin jää rakoja niihin kove-roihin uriin, joihin elastomeeriosat on sijoitettu, ja rakoihin kerääntyy taas erilaista jätettä.10 U.S. Patent 3,272,519 / Voitek, for its part, discloses seals used between the rear wheels of a tractor and the frame. Each seal includes two elastomeric sealing members of rounded cross-section which compress the pair of sealing rings together and, in use, become diamond-shaped. In this case, gaps remain in the concave grooves in which the elastomeric parts are placed, and again various waste accumulates in the gaps.

Deanen ja Voitekin patentissa ei kuitenkaan tehdä 20 ehdotusta elastomeerielementin leikkausrasituksesta.However, the Deane and Voitek patents do not make 20 proposals for the shear stress of an elastomeric element.

Nyt selostettavan keksinnön mukainen mekaaninen tiiviste on suunniteltu nimenomaan kuluttavaa lietettä siirtäviin pumppuihin ja käsittää tavanomaiset kiinteät ja pyörivät tiivisteet. Tiivisteissä on vastakkaiset 25 tiivistyspinnat, ja renkaat puristuvat joustavana toi mintona ainakin yhteen elastomeeriyksikköön, joka kestää pumpulla siirrettävän aineen hiovan ja syövyttävän vaikutuksen. Tarkemmin sanottuna keksinnön kohteena on mekaaninen tiiviste käytettäväksi erityisesti lietepumppujen 30 yhteydessä, joissa pumpuissa on pumppupesä ja moottorikäyttöinen akseli, joka pyörittää pumpun juoksupyörää, tiiviste käsittää pyörivän tiivistysrenkaan yhdistettäväksi akseliin ja pyöriväksi sen mukana, kiinteän tiivistysrenkaan yhdistettäväksi pesään. Molemmat tiivistysren-35 kaat käsittävät pinnan, joka on toisen renkaan pintaa vastapäätä, ja tarkoitettu liittymään siihen tiivistäväs- , 78540 4 ti hidastamaan virtaavan väliaineen virtausta pitkin akselia korkean paineen alueelta matalan paineen alueelle. Tiivistysrenkaassa on elastomeeriyksikkö, joka tukee tii-vistysrenkaista toisen ja joka käsittää renkaan muotoisen 5 osan, joka on valmistettu elastomeerimateriaalista. Elastomeeriyksikkö käsittää parin renkaan mukaiseen osaan kiinnitettyjä samankeskisiä nauhoja, jotka ovat akselin ja säteen suunnassa tietyllä etäisyydellä toisistaan, niin että sovitettaessa seuraavaa yksikköä paikoilleen elastomeeriyksikkö 10 pakottaa tiivistysrenkaansa kohti mainittua toista tiivis-tysrengasta ja nauhojen välisessä vyöhykkeessä siihen kohdistuu leikkauskuormitus. Nauhat ovat edullisesti metallisia ja niiden siirtyessä aksiaalisesta vastakkain, kun tiiviste pannaan paikalleen, rengasosaan tulee leikkauskuormi-15 tus. Tämä merkitsee taas sitä, että elastomeerimateriaalin osat liukuvat toisiinsa nauhojen akselin kanssa yhdensuuntaisesti. Elastomeeriyksikkö(-sylinteri) yhdistää pyörivän tiivistysrenkaan lietepumppua käyttävän moottorin akseliin, joten pyörivä tiivistysrengas pyörii akselin muka-20 na. Yksikön elastomeeriosa muodostaa sulun, joka estää pum-: pun siirtämän nesteen pääsyn akseliin ja suojaa yksikön mo nia metalliosia pumpattavan nesteen aiheuttamalta kulumi-seita.The mechanical seal according to the present invention is specifically designed for consumable sludge transfer pumps and comprises conventional fixed and rotary seals. The seals have opposite sealing surfaces, and the rings are compressed as a flexible function into at least one elastomeric unit which withstands the abrasive and corrosive action of the material transferred by the pump. More specifically, the invention relates to a mechanical seal for use in particular in connection with slurry pumps 30 having a pump housing and a motor-driven shaft which rotates the pump impeller, the seal comprising a rotating sealing ring for connection to the shaft and rotating therewith, a fixed sealing ring for connection to the housing. Both sealing rings 35 have a surface opposite to the surface of the second ring and are intended to join it to slow the flow of sealing medium along the shaft from the high pressure region to the low pressure region. The sealing ring has an elastomer unit which supports one of the sealing rings and comprises an annular part 5 made of elastomeric material. The elastomer unit comprises a pair of concentric strips attached to a ring portion spaced apart in the axial and radial directions so that when the next unit is fitted, the elastomer unit 10 forces its sealing ring towards said second sealing ring and in the zone between the strips. The strips are preferably metallic and as they move axially opposite when the seal is put in place, a shear load is applied to the ring member. This again means that the parts of the elastomeric material slide together parallel to the axis of the strips. The elastomer unit (cylinder) connects the rotating sealing ring to the shaft of the motor driving the sludge pump, so that the rotating sealing ring rotates according to the shaft. The elastomeric part of the unit forms a barrier which prevents the liquid transferred by the pump from entering the shaft and protects many metal parts of the unit from wear caused by the pumped liquid.

Keksinnön mukaiselle tiivisteelle, joka on patruuna-25 tyyppinen ja voidaan kiinnittää yhtenä osana akseliin ja myös irrottaa siitä yhtenä osana, on tunnusomaista, että asennuksen ja säädön aikana kiinteää tiivistysrengasta tukee akseliholkki, joka on sovitettu pumpun juoksupyörän akselin kannattamaksi, jolloin käynnin aikana kiinteä tiivis-30 tysrengas kiinnittyy kiinteään osaan, joka on sovitettu liittymään kiinteää tiivistysrengasta pidättävään renkaan muotoiseen laippaan, johon on kiinnitetty asetuslohko, joka käsittää kiinteään osaan kiinnittyvän pinnan kiinteän osan puristamiseksi laipan ja asetuslohkon väliin.The seal according to the invention, which is of the cartridge-25 type and can be attached as one part to the shaft and also detached as one part, is characterized during installation and adjustment by a fixed sealing ring supported by a shaft sleeve adapted to be supported by the pump impeller shaft. The annular ring is attached to a fixed portion adapted to engage an annular flange retaining the fixed sealing ring, to which is attached a setting block comprising a surface to be fixed to the fixed portion for squeezing the fixed portion between the flange and the setting block.

Il 5 78540Il 5 78540

Lieriöholkki lukitaan edullisesti moottorin akseliin kiilaosalla,joka on helppo irrottaa, kun tiivisteyksik-kö vaihdetaan. Kiila voidaan irrottaa lukitusasennos-taan lyömällä sitä vasaralla tähän tarkoitukseen sopi-5 van tangon avulla.The cylindrical sleeve is preferably locked to the motor shaft with a wedge part which is easy to remove when the sealing unit is replaced. The wedge can be removed from its locking position by hitting it with a hammer using a rod suitable for this purpose.

Keksinnön mukainen tiivisteyksikkö jättää osien väliin aukot, jotka ovat suuremmat kuin tavanomaisissa tiivisteyksiköissä, jolloin vuotojätteen poistaminen on helpompaa. Tiivistysrenkaissa on elastomeerisuojukset, 10 jotka suojaavat käyttötapeille tarkoitettuja käyttöuria, kuten myöhemmin selostetaan. Lisäksi nämä suojukset suojaavat tiivistysrenkaiden suhteellisen hauraita pintoja sekä renkaiden asentamisen että niiden käytön aikana.The sealing unit according to the invention leaves openings between the parts which are larger than in conventional sealing units, whereby it is easier to remove leakage waste. The sealing rings have elastomeric shields 10 that protect the drive grooves for the drive pins, as will be described later. In addition, these guards protect the relatively brittle surfaces of the sealing rings both during tire installation and during use.

Tiivisteyksiköt kootaan mieluimmin valmiiksi pat-15 ruunoiksi, joilla on tietty jousikuormitus ja jotka on varustettu leikkauskuormitetulla elastomeeriyksiköllä. Patruunoissa on rakenteeltaan uudet kohdistusosat, jolloin niiden asentaminen pumpun ja moottorin muodostelmaan yhdistelmärakenteeseen on helpompaa. Kohdistusosat toi-20 mivat samalla laippapuristimina, kun tiivisteet ovat käytössä.The sealing units are preferably assembled into finished pat-15 strands with a certain spring load and equipped with a shear-loaded elastomer unit. The cartridges have new alignment parts, which makes it easier to install them in the pump and motor assembly in a combined structure. At the same time, the alignment parts act as flange clamps when the seals are in use.

Seuraavassa selostetaan yksityiskohtaisesti erästä keksinnön suoritusmuotoa viittaamalla tällöin piirustuksiin, jotka havainnollistavat vain yhtä erikois-25 rakennetta.An embodiment of the invention will now be described in detail with reference to the drawings, which illustrate only one special structure.

Kuvio 1 on osittainen poikkileikkaus keksinnön mukaisen mekaanisen tiivisteen eräästä suositettavasta rakenteesta, kuvio IA esittää osittaisena pystykuvana yhden 30 tiivistysrenkaan työntöuraa, johon elastomeeriyksikön istukka menee, kuvio 2 on poikkileikkaus elastomeeriyksiköstä ennen elastomeerin kuormittamista, kuviot 3-5 ovat osittaisia poikkileikkauksia ja 35 havainnollistavat tiivistyspatruunan asetuslohkoa sa- 6 78540 moilla viitenumeroilla varustettuina ja kuvio 6 on osittainen poikkileikkaus kuvion 1 linjaa 6-6 pitkin ja esittää lukituskiilaa, joka yhdistää keksinnön mukaisen mekaanisen tiivisteyksikön moottorin 5 akseliin.Fig. 1 is a partial cross-section of a preferred structure of a mechanical seal according to the invention, Fig. 1A shows a partial elevational view of the thrust of one sealing ring into which the elastomer unit seat enters, Fig. 2 is a cross-section 6 78540 with such reference numerals and Fig. 6 is a partial cross-section along the line 6-6 of Fig. 1 and shows a locking wedge connecting the mechanical sealing unit according to the invention to the shaft 5 of the motor.

Kuvio 1 havainnollistaa keksinnön erästä suositettavaa rakennetta, joka käsittää mekaanisen tiivisteyksikön 10. Se on liitetty lietepumppuun, jossa on juoksupyö-rä 14 (esitetty kaaviona) kohdassa 18 kaaviona esitetyn 10 moottorin akselin 16 käyttämänä. Tiivisteyksikkö 10 on sijoitettu koteloon 20, ja se on patruuna, joka asennetaan akseliin 16 ja irrotetaan siitä yhtenä osana. Kuvion 1 rakenteessa yksikkö 10 on liitetty tiivistysholk-kiin 22, joka on akselin 16 ympärillä ja suojaa sitä pum-15 pulla siirrettävältä nesteeltä ja kuluttavalta lietteel tä.Figure 1 illustrates a preferred structure of the invention comprising a mechanical sealing unit 10. It is connected to a slurry pump having an impeller 14 (shown diagrammatically) driven by a motor shaft 16 shown at diagrammatic point 18. The sealing unit 10 is housed in a housing 20 and is a cartridge that is mounted on and removed from the shaft 16 as an integral part thereof. In the structure of Figure 1, the unit 10 is connected to a sealing sleeve 22 which is around the shaft 16 and protects it from the liquid and abrasive sludge transferred by the pump-15 bun.

Mekaaninen tiivistyspatruuna tai tiivisteyksikkö 10 käsittää pyörivän tiivistysrenkaan 24 ja kiinteän tiivistystenkään 26. Niissä on vastaavat tiivistyspinnat 28 20 ja 30, jotka on puristettu joustotoimintona toisiinsa.The mechanical sealing cartridge or sealing unit 10 comprises a rotating sealing ring 24 and a fixed sealing member 26. They have respective sealing surfaces 28 20 and 30 which are pressed together as a resilient function.

Tiivistysrenkaat 24 ja 26, jotka ovat suositettavassa rakenteessa muodoltaan ja materiaaliltaan suunnilleen samanlaiset, on valmistettu mieluimmin keraamisesta materiaalista, esim. alumiinioksidista, ja varustettu osit-25 täisillä kulmasuojuksilla 32 ja 34. Suojukset ovat elasto-meerimateriaalia, esim. kumia, jonka shorekovuus on noin 50-60. Suojuksissa 32 ja 34 on kehän suunnassa erilliset urat 36 noin 90° päässä toisistaan. Haluttaessa voidaan luonnollisesti käyttää myös muita suojusetäisyyksiä.The sealing rings 24 and 26, which in the preferred construction are approximately similar in shape and material, are preferably made of a ceramic material, e.g., alumina, and provided with partial angle shields 32 and 34. The shields are of elastomeric material, e.g., rubber having a shore hardness of about 50-60. The shields 32 and 34 have circumferentially spaced grooves 36 approximately 90 ° apart. Of course, other guard distances can also be used if desired.

30 Tiivistyspatruuna 10 käsittää myös elastomeeri- yksikön 37 (kuviot 1 ja 2), joka koostuu elastomeerima-teriaalin 44 renkaan muotoisesta sydämestä, esim. kumista, jonka shorekovuus on noin 50-60 ja joka on yhdistetty kahteen samankeskiseen, mutta akselin ja säteen suunnassa 35 toisistaan tietyllä etäisyydellä olevaan nauhaan 40 ja 42, jotka ovat mieluimmin ruostumatonta terästä. Sisä-The sealing cartridge 10 also comprises an elastomer unit 37 (Figures 1 and 2) consisting of a ring-shaped core of elastomeric material 44, e.g. rubber, having a shore hardness of about 50-60 and connected to two concentric but axially and radially 35 to spaced apart strips 40 and 42, which are preferably stainless steel. Internal-

IIII

7 78540 nauhan 40 kehällä on reikiä, jotka ovat yleensä 90° päässä toisistaan. Elastomeerimateriaalin osan 44 kehällä on korvakkeet 48, jotka ovat muodoltaan, kooltaan ja keskinäiseltä etäisyydeltään sellaisia, että ne mene-5 vät tiivistysrenkaan 24 suojuksessa 32 oleviin uriin 36. Nauha 42 on tiivistysrenkaan 24 ympärillä ja suojuksen 32 päällä ja koskettaa siihen. Nauha 40 on yhdistetty lieriön muotoiseen akselin hoikkiin 50 käyttötapeil-la 52, joissa oleva osa menee yhteen nauhassa 40 olevis-10 ta rei'istä 46.The circumference 40 of the strip 7 78540 has holes which are generally 90 ° apart. The periphery of the elastomeric material portion 44 has lugs 48 that are shaped, sized, and spaced apart to enter the grooves 36 in the cover 32 of the sealing ring 24. The strip 42 is around and over the sealing ring 24 and contacts it. The strip 40 is connected to a cylindrical shaft sleeve 50 by drive pins 52, the part of which joins one of the holes 46 in the strip 40.

Kuten jo mainittiin, tärkeänä keksintöön liittyvänä näkökohtana on varmistaa elastomeeriyksikön leik-kauskuormitus, niin että rasitukset jakautuvat tasaisesti elementin koko poikkileikkauksen osalle. Nauhat 40 ja 15 42 toimivat vahvistusosina, jotka saavat sijaintinsa ja suuntansa ansiosta renkaan muotoisen elastomeerirungon leikkauskuormitukseen, kun molemmat tiivistysrenkaat liikkuvat toisiaan vasten. Kuten kuvasta 1 voidaan todeta, ulkonauha pyrkii liukumaan vasemmalle nauhan 40 pääl-20 le ja sen yli, kun tiivistysrengas 24 jännitetään, jolloin renkaan muotoinen elastomeerirunko joutuu leikkaus-kuormitukseen likipitäen koko poikkileikkausalueella molempien nauhojen välissä.As already mentioned, an important aspect of the invention is to ensure the shear load of the elastomer unit so that the stresses are evenly distributed over the entire cross-section of the element. The strips 40 and 15 42 act as reinforcing members which, due to their position and orientation, are subjected to the shear load of the annular elastomeric body when the two sealing rings move against each other. As can be seen from Figure 1, the outer strip tends to slide to the left over and over the strip 40 as the sealing ring 24 is tensioned, subjecting the annular elastomeric body to a shear load over approximately the entire cross-sectional area between the two strips.

Tiivistysrengas 26 on tuettu laippaosalla 56, jos-25 sa on pyöristetty osa 58 tiiviisti renkaan 26 ja suojuksen 34 päällä ja ympärillä. Laippaosan 56 tukemat, kehän suunnassa toisistaan tietyllä etäisyydellä olevat tapit 59 menevät suojuksessa 34 oleviin käyttöuriin 36. Laipan 58 pyöristetty osa on mieluimmin päällystetty, kuten 30 kohdassa 58A kuvataan, elastomeerimateriaalilla, joka suojaa laipan kärjen 58 pumpun siirtämän nesteen kuluttavalta vaikutukselta. Päällyste on mieluimmin kumia, jonka shorekovuus on 50-60.The sealing ring 26 is supported by a flange portion 56 if the rounded portion 58 is tightly rounded over and around the ring 26 and the cover 34. The circumferentially spaced pins 59 supported by the flange portion 56 enter the drive grooves 36 in the cover 34. The rounded portion of the flange 58 is preferably coated, as described in 58A at 58A, with an elastomeric material that protects the flange tip 58 from abrasive fluid. The coating is preferably rubber with a shore hardness of 50-60.

Laippa 56 on puristettu kotelolaippaan 20A aina-35 kin kolmella, kehän suunnassa toisistaan tietyllä etäi- 8 78540 syydellä olevalla asetuslohkolla 60, joissa jokaisessa on lovi 61. Konepultit 62 menevät vastaaviin pulttirei-kiin 64, jotka on tehty asetuslohkoihin, ja myös laipan 56 kierrereikään 66.The flange 56 is pressed into the housing flange 20A by at least three circumferentially spaced insertion blocks 60, each having a notch 61. The machine bolts 62 go into corresponding bolt holes 64 made in the insertion blocks and also into the threaded hole of the flange 56. 66.

5 Jotta tiiviste voidaan asentaa paikalleen ja ir rottaa yhtenä osana, kaikki pääkomponentit on sijoitettu hoikin 50 päälle, joka holkki työnnetään hoikin 22 päälle. Akseliholkin 50 toisessa päässä on holkkilaippa 68 rengasta 38 vastapäätä ja siihen on porattu reikä 70 (kuva 6) 10 lukituskiilaa 72 varten, joka lukitsee hoikin 50 ja mekaanisen tiivisteyksikön 10 tiivistysholkkiin 22.5 In order to install the seal and remove it in one piece, all the main components are placed on the sleeve 50, which sleeve is pushed onto the sleeve 22. At one end of the shaft sleeve 50 there is a sleeve flange 68 opposite the ring 38 and a hole 70 (Fig. 6) is drilled in it for a locking wedge 72 which locks the sleeve 50 and the mechanical sealing unit 10 in the sealing sleeve 22.

Tiivistyspatruuna 10 työnnetään paikalleen akselin 16 pumpun puoleisesta päästä ennen juoksupyörän 14 kiinnittämistä. Eri osien välykset säädetään ennen asen-15 nusta. Patruuna 10 kootaan seuraavalla tavalla: a) Tiivistysrengas 24 pannaan elastomeeriyksikköön 37 siten, että käyttöurat 36 ovat samassa linjassa käyttö-korvakkeiden 48 kanssa, b) tiivistysrengas 26 pannaan laippaan 56, 20 c) tiivistysrenkaan 24 käsittävä elastomeeriyksikkö pannaan hoikin 50 vasemmanpuoleiseen päähän ja kiinnitetään tapeilla 52, jotka voidaan kiinnittää tilapäisesti paikoilleen teipillä, d) kolme asetuslohkoa 60 kiinnitetään laippaan 56 ja 25 pultit 62 kiristetään sormin niin, että asetuslohkot pysyvät "ajoasennossa" (kuva 5), e) yksikkö, joka käsittää laipan, asetuslohkon ja kiinteän tiivistysrenkaan työnnetään sitten akselin hoikin 50 oikeanpuoleiseen päähän ja asetuslohkoja käännetään 30 180° kuvan 3 havainnollistamaan sisäasentoon, jolloin holkkilaippa 68 menee asetuslohkossa olevaan uraan 61.The sealing cartridge 10 is pushed into place from the pump side end of the shaft 16 before the impeller 14 is attached. The clearances of the various parts are adjusted before installation. The cartridge 10 is assembled as follows: a) the sealing ring 24 is placed in the elastomer unit 37 so that the drive grooves 36 are aligned with the drive lugs 48, b) the sealing ring 26 is placed in the flange 56, 20 c) the elastomer unit comprising the sealing ring 24 is placed on the left end of the sleeve 50 52) which can be temporarily secured in place with tape, d) the three setting blocks 60 are attached to the flange 56 and the bolts 62 are tightened with the fingers so that the setting blocks remain in the "driving position" (Figure 5), e) the unit comprising the flange, the setting block and to the right end of the shaft sleeve 50 and the setting blocks are rotated 30 180 ° to the inner position illustrated in Figure 3, whereby the sleeve flange 68 enters the groove 61 in the setting block.

Valmiiksi koottu patruuna 10 voidaan nyt asentaa lopulliselle paikalleen. Koska tiivistysrenkaaseen 24 liittyvä elastomeeriyksikkö 37 on leikkauskuormituksessa 35 (kuva 1), se puristaa joustavana toimintona tiivistys- I) 9 78540 renkaan 24 tiivistysrengasta 26 vasten. Patruuna 10 työnnetään hoikin 22 vasemmanpuoleiseen päähän ja tappien 52 tullessa hoikin 22 vasempaan päähän teippi irrotetaan, jolloin hoikin ulkopinta kiristää tapit paikoil-5 leen. Laippa 56 pannaan asennuslaipan 20A pintaa vasten, asetuslohkot käännetään akselin säätöasentoon (kuva 4) ja pultit 62 kiristetään.The pre-assembled cartridge 10 can now be installed in its final location. Since the elastomer unit 37 associated with the sealing ring 24 is under shear load 35 (Fig. 1), it presses the sealing ring 24 against the sealing ring 26 of the sealing ring 24 as a flexible function. The cartridge 10 is inserted into the left end of the sleeve 22 and as the pins 52 enter the left end of the sleeve 22 the tape is removed, whereby the outer surface of the sleeve tightens the pins into place. The flange 56 is placed against the surface of the mounting flange 20A, the setting blocks are turned to the shaft adjustment position (Figure 4) and the bolts 62 are tightened.

Tällöin pumppuyksikkö onkin valmis ja akseliin nähden kaikki tarvittavat säädöt suoritettu. Tämän jäl-10 keen akseliholkki lukitaan akseliin tapilla 72, joka kierretään kiinni. Pultteja 62 löysätään sen jälkeen, asetuslohkot käännetään ajoasentoon ja pultit kiristetään jälleen.In this case, the pump unit is ready and all the necessary adjustments have been made to the shaft. The shaft sleeve is then locked to the shaft by a pin 72 which is screwed on. The bolts 62 are then loosened, the setting blocks are turned to the drive position, and the bolts are tightened again.

Elastomeeriyksikkö 37 on muotoiltu niin, ettei 15 siinä ole uria, joihin voi kerääntyä jätettä pumpulla siirrettävästä nesteestä. Myös elastomeerin leikkaus-kuormitukset jakautuvat tasaisesti koko elastomeerima-teriaaliin. Elastomeeriyksikkö 37 tukee tiivistysrengasta 24 ja muodostaa lisäksi hydraulisen tiivisteen hoikin 20 50 ja tiivistysrenkaan 24 väliin ja suojaa ainakin osaa hoikista 50 pumpulla siirrettävän nesteen kuluttavalta vaikutukselta.The elastomer unit 37 is shaped so that it does not have grooves into which waste from the liquid transferred by the pump can accumulate. The shear loads of the elastomer are also evenly distributed over the entire elastomeric material. The elastomer unit 37 supports the sealing ring 24 and further forms a hydraulic seal between the sleeve 20 50 and the sealing ring 24 and protects at least a portion of the sleeve 50 from the abrasive action of the fluid transferred by the pump.

Vaikka keksintöä onkin selostettu nyt vain yhden edullisen suoritusmuodon avulla, on luonnollista, että 25 siitä voidaan sen ideasta poikkeamatta tehdä useita erilaisia muunnelmia.Although the invention has now been described by means of only one preferred embodiment, it is natural that several different variations can be made without departing from its idea.

Claims

A mechanical seal for use in particular in connection with sludge pumps, the pumps having a pump origin 5 (20) and a motor-driven shaft (16) rotating a pump impeller (14), the seal comprising a rotating sealing ring (24) for connection to and rotating with the shaft (16), a fixed sealing ring (26) for connection to the housing (20), the two sealing rings 10 then comprising a surface (28, 30) opposite the surface of the other ring and for joining it to slow the flow of fluid along the shaft from the high pressure region to the low pressure region and the elastomer unit 37), which supports the sealing ring (24) a second and comprises an annular part (44) made of elastomeric material and a pair of concentric strips (40, 42) attached to it, which are axially and radially spaced apart, so that when the next unit is fitted, the elastomer unit the unit forces its sealing ring towards said second sealing ring and is subjected to a shear load in the zone between the belts, characterized in that during installation and adjustment the fixed sealing ring (26) is supported by a shaft-25 sleeve (50) fitted to the pump impeller (14) ) supported by the shaft (16), wherein during operation the fixed sealing ring engages a fixed portion (20A) adapted to engage an annular flange (56) retaining the fixed sealing ring and a mounting block (60) comprising the fixed portion (20A) attached thereto. ) for squeezing a fixed portion (20A) of the engaging surface (60A) between the flange (56) and the setting block (60).

Gasket according to claim 1, characterized in that the setting block (60) is arranged to be rotatable in three positions: u 78540 (1) to the mounting position (Fig. 3), where the setting block engages only said shaft sleeve (50); (2) an adjustment position (Fig. 4) in which the setting block engages both the shaft sleeve and the fixed part; 5 (3) to the operating position (Fig. 5), where the setting block is attached only to the fixed part.

Seal according to Claim 1, characterized in that the shaft sleeve (50) is fastened to the motor shaft (16) by a wedge part (72) which passes through 10 holes in the shaft sleeve. 12,78540