KR20030086572A - Improved mechanical face seal - Google Patents
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Abstract
기구식 단부 면 밀봉체는, 2개의 상대적 회전 밀봉 링(18,20)과, 회전축(16) 또는 하우징(12)의 어느 하나와 일 밀봉 링과의 사이에 부 밀봉(secondary seal)을 제공하는 탄성 밸로우즈(100)와, 밸로우즈에 안착된 핑거 스프링 요소(80)를 포함한다. 탄성 밸로우즈는 성형고무와 같은 엘라스토머제 재료를 포함하고 그리고 대략 그 단면이 역"오메가"모양을 가진 단일 회선을 구비한다. 핑거 스프링부재는 밀봉관계로 링의 면을 가압하도록 축선방향 편향력(axial biasing force)을 제공하는 복수의 대략"U"모양 스프링 핑거(86)를 포함한다. 양호한 실시예에서, 스프링은 부 밀봉을 유지하도록 밸로우즈의 각각의 단부의 플랜지 부분에 방사 내부방향 힘을 제공하는 페룰(82,84)을 구비한다.The mechanical end face seal provides a secondary seal between the two relative rotary seal rings 18, 20 and one of the rotary shafts 16 or the housing 12 and one seal ring. An elastic bellows 100 and a finger spring element 80 seated on the bellows. The elastic bellows comprises an elastomeric material, such as molded rubber, and has a single conduit approximately in cross-section with an "omega" shape. The finger spring member includes a plurality of approximately " U " shaped spring fingers 86 that provide an axial biasing force to press the face of the ring in a sealed relationship. In a preferred embodiment, the spring has ferrules 82 and 84 that provide radial inward force to the flange portions of each end of the bellows to maintain sub-sealing.
Description
일반적 타입의 밀봉체는 저가 대용량체 로서, 특히 자동 물펌프에 사용하기에 적절한 것이다. 상기 밀봉체의 다른 적용물로는 수중 빌지 펌프(marine bilge pumps)와 같은 다른 물펌프와 그외 다양한 다른 액체용 펌프가 포함된다.Common types of seals are low cost masses, particularly suitable for use in automatic water pumps. Other applications of the seal include other water pumps, such as marine bilge pumps, and various other liquid pumps.
일반적으로, 현재 통상 사용되는 밀봉체는 상대적 회전동작 밀봉면을 형성하는 주(主) 대응 링을 구비한다. 상기 링은 실리콘 카바이드 또는 카본으로 제조할 수 있다. 코일 스프링은 축선방향 편향을 제공하고 그리고 엘라스토머 또는 고무 밸로우즈는 축방향 가동 주 링과 그 상관 하우징 또는 축과의 사이에 부 밀봉을 제공한다. 미국특허 제4,275,889호; 4,779,876호 및 5,199,719호에는 상기 예를 찾알 볼 수 있다. 미국특허 제4,754,981호와 5,947479호에도 부 밀봉 또는 편향수단의 다른 형태를 가진 유사한 밀봉체가 기재되어져 있다.In general, currently commonly used seals have a main mating ring that forms a relative rotational sealing surface. The ring may be made of silicon carbide or carbon. The coil spring provides axial deflection and the elastomer or rubber bellows provides a sub-sealing between the axially movable main ring and its correlated housing or shaft. US Patent No. 4,275,889; 4,779,876 and 5,199,719 can be found in the above examples. US Pat. Nos. 4,754,981 and 5,947479 also describe similar seals with other forms of subsealing or deflecting means.
밸로우즈형 밀봉체는 상업적으로 상당한 성공을 거둔 것이다. 그리고, 상관펌프 내에서의 생산성, 신뢰성, 내구성 및 포위성(envelope) 변경요건의 향상요구를 만족시키려는 신규개발에 따른 지속적인 노력의 필요가 있다. 본 발명은 상기 필요에 접근하여 이루어진 밀봉기술의 개량에 관한 것이다.Bellows-type seals have been a significant commercial success. In addition, there is a need for continuous efforts in accordance with the new development to satisfy the requirements for improving the productivity, reliability, durability, and envelope change requirements in the correlation pump. The present invention relates to an improvement in the sealing technique made in close proximity to the above needs.
본 발명은 하우징과 회전축 사이에 유체기밀한 밀봉을 제공하는 기구식 면 밀봉체에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 고무 또는 엘라스토머제 밸로우즈를 형성하는 부(副) 밀봉과 축선방향 편향(axial bias)을 제공하는 핑거형 스프링을 구비한 밀봉체에 관한 것이다.The present invention relates to a mechanical face seal that provides a fluid tight seal between the housing and the axis of rotation. In particular, the present invention relates to a seal having a finger-like spring that provides an axial bias and a negative seal that forms a rubber or elastomeric bellows.
도1은 본 발명을 실시하는 선(先)-로딩에 앞서 기구식 면 밀봉 조립체를 단면으로 하여 나타낸 입면도.1 is an elevational view, in cross section, of a mechanical face seal assembly prior to pre-loading embodying the present invention.
도2는 펌프 내에 선-로드되고 설치위치에 있는 도1의 기구식 면 밀봉 조립체를 단면으로 하여 나타낸 입면도.Figure 2 is an elevational view, in cross section, of the mechanical face seal assembly of Figure 1 in a pre-loaded and installed position in a pump;
도3은 도1의 실시예의 부 밀봉 밸로우즈의 측부 단면도.3 is a side cross-sectional view of the subsealing bellows of the embodiment of FIG.
도4는 도1의 실시예의 핑거 스프링부재의 평면도.4 is a plan view of the finger spring member of the embodiment of FIG.
도5는 도4의 5-5선을 따라서 대략적으로 취해진 도1의 실시예의 핑거 스프링부재의 측부 입면 단면도.Fig. 5 is a side elevational sectional view of the finger spring member of the embodiment of Fig. 1, taken approximately along lines 5-5 of Fig. 4;
도6은 핑거 스프링부재 형태의 평면도.6 is a plan view of the shape of a finger spring member;
도6a는 핑거 스프링부재 형태의 부분 평면도.Figure 6a is a partial plan view in the form of a finger spring member.
도7은 선-로딩 전에, 기구식 면 밀봉 조립체의 다른 실시예의 단면을 입면으로 나타낸 도면.FIG. 7 is an elevational cross-sectional view of another embodiment of a mechanical face seal assembly prior to preloading. FIG.
도8은 도7의 실시예의 대응 링의 평면도.8 is a plan view of the corresponding ring of the embodiment of FIG.
도9는 도8의 9-9선을 따라 대략적으로 취해진 도7의 실시예의 대응 링의 측부 입면의 단면도.Figure 9 is a cross sectional side view of the corresponding ring of the embodiment of Figure 7 taken approximately along lines 9-9 of Figure 8;
도10은 도7의 실시예의 슬리브의 평면도.10 is a plan view of the sleeve of the embodiment of FIG.
도11은 도10의 11-11선을 따라 대략적으로 취해진 도7의 실시예의 슬리브의 측부 입면의 단면도.FIG. 11 is a cross sectional side view of the sleeve of the embodiment of FIG. 7 taken approximately along lines 11-11 of FIG.
도12는 그 설치 위치에서 선-로드 된 도7에 도시한 기구식 면 밀봉 조립체의단면의 입면도.Figure 12 is an elevational view in section of the mechanical face seal assembly shown in Figure 7 pre-loaded in its installation position.
본 발명은 핑거형 스프링을 사용하여 축선방향 가동성 밀봉 링에 축선적 로드를 제공하는 기구식 밀봉 조립체에 관한 것이다. 또한, 부 밀봉을 제공하고 그리고 축방향 가동 밀봉 링에 접속부와 상관 하우징 또는 축에 접속부와의 사이에 단일 회선(single convolution)을 가지는 특정한 엘라스토머제 밸로우즈를 제공하는 것이다.The present invention relates to a mechanical seal assembly that uses a finger spring to provide an axial rod to an axially movable sealing ring. It is also to provide a special elastomeric bellows which provides a sub-sealing and has a single convolution between the connection in the axially movable sealing ring and the connection in the correlated housing or shaft.
본 발명은, 가장 포괄적인 형태에서는, 기구성 단부 면 밀봉 조립을 포함하여 구멍을 통해 연장되는 회전축과 구멍을 한정하는 하우징 사이에 유체 기밀한 밀봉을 이루는 것이며, 상기 밀봉 조립은 환형상 대응 밀봉 링과, 축선방향 가동 환형상 주 밀봉 링과, 주 링에 유체-기밀한 밀봉작용 관계로 있으며 하우징 또는 축과 유체-기밀한 밀봉동작 관계가 이루어지게 하며 내측의 웨브와 외측의 웨브를 구비하는 탄성 밸로우즈와, 단일 회선을 형성하도록 웨브를 접속하는 기부와, 대응 밀봉 링 쪽으로 주 링을 가압하는데 채택되는 핑거 스프링부재를 포함하며, 상기 링 각각은 그 사이에 밀봉 계면을 형성하도록 다른 링의 밀봉면에 대한 면관계로 있는 밀봉면을 가지고, 상기 핑거 스프링부재는 하우징과 축 사이에 밀봉 조립체의 설치 시에 변형되게 하는 복수의 스프링 핑거를 구비하고, 상기 핑거 스프링은 단일 회선 내에 안착배치 된다.The invention is, in its most comprehensive form, to achieve a fluid tight seal between a rotating shaft extending through the aperture, including a mechanical end face seal assembly, and a housing defining the aperture, wherein the seal assembly is an annular corresponding sealing ring. And an axially movable annular main sealing ring, a fluid-tight sealing relationship to the main ring, a fluid-tight sealing relationship to the housing or shaft, and an elastic having an inner web and an outer web. A bellows, a base connecting the web to form a single line, and a finger spring member adapted to press the main ring toward the corresponding sealing ring, each ring sealing another ring to form a sealing interface therebetween. Having a sealing surface in face relation to the surface, the finger spring member being adapted to deform upon installation of the sealing assembly between the housing and the shaft. Having a plurality of spring fingers, said spring fingers are disposed in a single seating line.
첨부 도면에서, 도1 내지 도5는 본 발명에 따르는 '10'으로 지시된 기구식 면 밀봉 조립체의 일 실시예를 설명하는 도면이다. 밀봉 조립체(10)는 그를 통해서 상대적 회전축(16)이 연장되는 구멍 또는 통로(14)를 가진 하우징(12) 사이에 설치된다. 하우징(12)과 상대적 회전축(16)과의 사이에 유체-기밀한 밀봉이 이루어지게 밀봉 조립이 이루어진다.In the accompanying drawings, FIGS. 1-5 illustrate one embodiment of a mechanical face seal assembly, indicated as '10', in accordance with the present invention. The sealing assembly 10 is installed between the housings 12 with holes or passages 14 through which the relative axis of rotation 16 extends. The seal assembly is such that a fluid-tight seal is made between the housing 12 and the relative axis of rotation 16.
하우징(12)은 주위 하우징에 구멍을 통해 연장되는 물펌프 또는 다른 기구에 있는 것이다. 그리고, 밀봉 조립체(10)는 펌프와 다른 기구, 특히, 소구경축을 가진 펌프의 폭을 변경하여 적용되어져야 함을 예상할 수 있다. 상기 유체는 물 또는 기본 물 또는 오일 이다.The housing 12 is in a water pump or other mechanism that extends through a hole in the surrounding housing. In addition, it can be envisaged that the seal assembly 10 should be applied by varying the width of the pump and other mechanisms, in particular pumps with small diameter shafts. The fluid is water or basic water or oil.
도1과 도2에 설명된 실시예의 하우징은 물 또는 다른 액체 펌프와 같은 펌프의 일부이고, 축(16)에 의해 회전할 수 있는 임펠러(도시 않음)는 액체의 압력을 상승하여 밀봉이 되게 한다. 도1은 이하에 설명되는 바와 같이 선-결정된 최소 설치 작업높이로 밀봉 링이 로드하기 전(前)이면서 하우징(14) 내에 축(16)에 설치되는 밀봉요소를 나타내는 도면이다. 도2는 선 로드된 스프링과 작업위치가 유사한 밀봉을 나타낸 도면이다. 도1에 도시된 바와 같이, 액체는 하우징 내측에 공간(13)에 함유되고, 그리고 임펠러는 밀봉 조립체(10)의 좌측에 배치된다. 본원의 실시예의 설명에서, "내측(inboard)"은 펌프의 압력측을 참고로 할때 사용하는 표현이며, 그리고 "외측(outboad)"은 펌프에 대한 외부 주변분위기 즉, 대기를 참고로 할때 사용한 표현이다. "방사내부방향(radially inward)"은 축을 향하는 방향을 나타내는 표현이며, 그리고 "방사외부방향(radially outward)"은 축으로부터 멀어지는 방향을 나타내는 표현이다.The housing of the embodiment described in Figures 1 and 2 is part of a pump, such as a water or other liquid pump, and an impeller (not shown), which can be rotated by the shaft 16, raises the pressure of the liquid to be sealed. . FIG. 1 is a view showing a sealing element installed on the shaft 16 in the housing 14 before the sealing ring is loaded at a predetermined predetermined installation height, as described below. Figure 2 shows a seal similar in working position to a preloaded spring. As shown in FIG. 1, the liquid is contained in the space 13 inside the housing, and the impeller is disposed on the left side of the sealing assembly 10. In the description of the embodiments herein, "inboard" is an expression used when referring to the pressure side of a pump, and "outboad" is an external ambient for the pump, i.e., referring to the atmosphere. The expression used. "Radially inward" is an expression representing the direction toward the axis, and "radially outward" is an expression representing the direction away from the axis.
도1 내지 도3 및 도5에 단면으로 도시된 설명을 통해서, 밀봉 조립체 성분은 상세하게 설명되는 상기 성분의 다양한 표면으로 이루어진 환형상으로 이해하여야 한다.Through the description shown in cross-section in FIGS. 1-3 and 5, the seal assembly component should be understood as an annular shape consisting of various surfaces of the component described in detail.
도1에 설명된 바와 같이, 각각의 밀봉 조립체는 하우징(12)과 축(16)과 개별적으로 상관된 주 링(10)과 대응 링(18)을 구비하는 1쌍의 환형상 밀봉 링을 포함한다. 상기 링은 각각, 대면 상태로 밀봉관계로 있으며 밀봉 계면을 형성하는 대응 밀봉면(19,21)을 형성한다.As illustrated in FIG. 1, each sealing assembly includes a pair of annular sealing rings having a main ring 10 and a corresponding ring 18 that are individually correlated with the housing 12 and the shaft 16. do. The rings respectively form corresponding sealing surfaces 19 and 21 in a sealing relationship in a facing state and forming a sealing interface.
밀봉 링(18,20)은 원통형 슬리브(40)와 환형상 셀 또는 리테이너(70)를 포함하는 캐리어에 함유시키어 나타내었다. 슬리브(40)는 축(16)에 부착되도록 배열된 관형상의 긴길이 부분(50)을 구비하여, 링(18)이 축(16)과 같이 회전하도록 고정된다. 리테이너(70)는 링(20)이 상관 하우징(12)에 접속되게 배열된 축선방향연장 원통형 외부벽 부분(72)을 구비한다.Seal rings 18 and 20 are shown contained in a carrier comprising a cylindrical sleeve 40 and an annular cell or retainer 70. The sleeve 40 has a tubular elongate portion 50 arranged to attach to the shaft 16 so that the ring 18 is fixed to rotate like the shaft 16. The retainer 70 has an axially extending cylindrical outer wall portion 72 arranged such that the ring 20 is connected to the correlation housing 12.
이러한 실시예에서는 상기 뒤에 요소가 단일 성분으로 제위치에 설치될 수 있는 카트리지 또는 단일 밀봉 조립체를 형성하는 구조로 이루어진다. 그리고, 본 발명은 밀봉 조립을 하나로 하는 것을 요망하지 않는 것으로 이해하여야 한다. 또한, 슬리브와 리테이너가 밀봉 조립체에 합체되는 것이 본 발명의 전체면에서 필요한 것은 아니다. 작용성분은 슬리브 또는 리테이너 또는 제거된 양쪽 성분으로 엇갈림방식으로 하우징과 축에 부착되는 것이다.In this embodiment the structure consists of forming a cartridge or a single sealing assembly in which the elements can be installed in place as a single component. In addition, it should be understood that the present invention does not require a single seal assembly. In addition, the incorporation of the sleeve and the retainer into the seal assembly is not necessary in all aspects of the invention. The active ingredient is one that is attached to the housing and the shaft in a staggered manner with the sleeve or retainer or both components removed.
주 링(20)에는 축선방향 가동성이 있다. 핑거형 스프링인 도4와 도5에 상세하게 도시된 바와 같은 스프링(80)에 의해 링(18)쪽으로 치우친다. 도3에 상세하게 도시된 엘라스토머제 밸로우즈(100)는 링(20)과 리테이너(70) 사이에 유체기밀한 2차 밀봉을 제공한다. 또한, 링(20)과 리테이너(70)사이에 2차 밀봉에 영향을 미치지 않고 링920)의 축방향 이동을 허용한다.The main ring 20 is axially movable. It is biased towards the ring 18 by a spring 80 as shown in detail in Figures 4 and 5, which is a finger spring. The elastomeric bellows 100 shown in detail in FIG. 3 provides a fluid tight secondary seal between the ring 20 and the retainer 70. It also allows axial movement of the ring 920 without affecting secondary sealing between the ring 20 and the retainer 70.
도1을 참고로 설명하면, 대응 링(18)은 축(16)과 하우징(12)에 관련하여 축방향으로 고정된다. 평형추(17)를 구비하고, 방사밀봉면(19)으로부터 축선방향 내측에 이격공간진 환형상 방사면(22)을 구비한다. 또한, 관형 신장부(50)의 직경보다 큰 직경을 가진 내부 원통면(24)도 구비한다. 내부 원통면(4)에는 링(20)의 내부 둘레를 중심으로 동일하게 이격진 구동 노치(28)가 설치된다. 축방향 가동 주 링(20)이 축(16)과 상관되어야 하고 그리고 대응 링(18)이 하우징(12)에 고정되어야 한다는 점은 유념되어야 한다.Referring to FIG. 1, the corresponding ring 18 is fixed axially with respect to the shaft 16 and the housing 12. A counterweight 17 is provided, and an annular radial surface 22 spaced apart from the radial sealing surface 19 in the axial direction is provided. It also has an inner cylindrical surface 24 having a diameter larger than the diameter of the tubular extension 50. The inner cylindrical surface 4 is provided with equally spaced drive notches 28 about the inner circumference of the ring 20. It should be noted that the axially movable main ring 20 should be correlated with the shaft 16 and the corresponding ring 18 should be secured to the housing 12.
주 링(20)은 밀봉면(21)의 외측으로 이격공간진 외측 방사면(30)을 구비한다. 링(20)은 또한 슬리브(40)의 관형 신장부(50)의 직경보다 큰 직경을 가진 내부 축방향 원통면(32)을 구비하여 링의 축방향 이동을 허용한다. 표면(32)에는 복수의 노치(33)가 설치된다. 주 링(20)은 방사방향 외부 둘레부를 한정하는 축방향 연장 원통면(37)을 구비한다.The main ring 20 has a spaced outer radial surface 30 spaced outward of the sealing surface 21. The ring 20 also has an inner axial cylindrical surface 32 having a diameter larger than the diameter of the tubular extension 50 of the sleeve 40 to allow axial movement of the ring. The surface 32 is provided with a plurality of notches 33. The main ring 20 has an axially extending cylindrical surface 37 which defines a radially outer circumference.
도1을 참고로 설명하면, 축 슬리브(40)는 축(16) 위에 대응 링(18)을 지지한다. 축 슬리브(40)는 내측 확장부(52)를 형성하는 관형 신장부(50)와,축결합부(5)와 외측 확장부(56)를 구비한다. 외측 확장부(56)는 설치 중에 축(16) 위에 밀봉 조립체의 배치를 용이하게 하는 크기로 이루어진다. 외측 확장부(56)의 축선방향 단부는 양호하게 곡선진 벽부분(79)에 조립 후에 외부방향으로 변형되고, 따라서 설치 전에 카트리지로서의 밀봉을 유지한다. 다르게는, 외측 확장부(56)가 복수의 태브(57)를 구비하여(도2에 가상선을 도시), 밀봉체(10)가 설치될 때까지 단일 밀봉 조립체로서 슬리브(40)와 리테이너(70)를 유지한다. 내측 확장부(52)는 후술되는 목적을 위해 복수개의 홀(53)을 형성한다.Referring to FIG. 1, shaft sleeve 40 supports mating ring 18 over shaft 16. The shaft sleeve 40 has a tubular extension 50 forming the inner extension 52, an axial coupling 5 and an outer extension 56. The outer extension 56 is sized to facilitate placement of the seal assembly over the shaft 16 during installation. The axial end of the outer extension 56 deforms outwards after assembly to the preferably curved wall portion 79, thus maintaining a seal as a cartridge before installation. Alternatively, the outer extension 56 has a plurality of tabs 57 (shown in phantom in FIG. 2), so that the sleeve 40 and the retainer (as a single seal assembly) are installed until the seal 10 is installed. 70). The inner extension 52 forms a plurality of holes 53 for the purpose described below.
축 슬리브(40)는 방사방향으로 배치된 플랜지(46)를 구비하는 밀봉 링 리셉터클을 형성한다. 축 슬리브(40)는 부가로 방사방향 벽(49)과 환형상 원통형 벽(48)을 포함한다. 벽(48)은 링(18)의 외부 원통면(26)보다 큰 직경으로 이루어져 있다. 슬리브(40)의 벽(48,49)에는, 설치에 앞서 조작 또는 저장 중에 서로 접촉하게 되는 다른 유사한 밀봉 조립체와 같은 다른 물체와의 접촉으로 발생하는 손상에 대항하는 밀봉 링(18)용 보호부가 설치된다. 상기 벽 부분은 발명의 정신을 이탈하지 않고 제거하거나 그 형태를 개조할 수 있는 것이다.The axial sleeve 40 forms a sealing ring receptacle having a radially disposed flange 46. The axial sleeve 40 additionally includes a radial wall 49 and an annular cylindrical wall 48. The wall 48 consists of a larger diameter than the outer cylindrical surface 26 of the ring 18. The walls 48 and 49 of the sleeve 40 have a protection for the sealing ring 18 against damage caused by contact with other objects such as other similar sealing assemblies which come into contact with each other during operation or storage prior to installation. Is installed. The wall portion can be removed or modified in form without departing from the spirit of the invention.
탄성 엘라스토머제 지지부와 부 밀봉부(60)는 관형 신장부(50)의 내측 확장부(52)에 성형된다. 내측 확장부(52)에 홀(53)에서 성형공정을 하는 중에 슬리브(40)에 기구식으로 고정된다.The elastic elastomer support and the subsealing portion 60 are molded in the inner extension 52 of the tubular extension 50. The inner expansion portion 52 is mechanically fixed to the sleeve 40 during the molding process in the hole 53.
성형 지지 및 부 밀봉부(60)는 축(16)과 슬리브(40) 사이에 밀봉관계를 제공하도록 축(16)의 외부면과 결합하는 내측 환형상 비드(bead)(61)를 형성한다. 비드(61)는, 축(16)과 상관하여 슬리브(40)의 축선위치를 유지하도록 축(16)과 관형신장부(50)의 축 결합부(54)와의 사이에 밀봉관계를 제공하는 금속간에 설치작업을 도와주는 역활을 한다. 비드(61)는 설치 시에 도1에 도시된 바와 같이 축에 대항하여 압력을 받게 된다.The molded support and secondary seal 60 form an inner annular bead 61 that engages the outer surface of the shaft 16 to provide a sealing relationship between the shaft 16 and the sleeve 40. The bead 61 is a metal that provides a sealing relationship between the shaft 16 and the shaft engaging portion 54 of the tubular extension 50 to maintain the axial position of the sleeve 40 in relation to the shaft 16. It serves as a help to the installation work. The bead 61 is pressurized against the axis as shown in FIG. 1 at the time of installation.
엘라스토머제 지지 및 부 밀봉부(60)는 슬리브(40)의 확장 내측부(52)의 방사외부방향 링 밀봉부와 구동부를 형성한다. 밀봉 링(18)의 내부 원통면(24)과 결합된 내측부(52)와의 사이로 연장하는 축 구동부(62)가 포함된다. 부분(62)은 내부 원통면(24)에 형성된 구동 노치(28) 내에 배치되는 구동 러그(63)를 형성한다. 이러한 관계가 슬리브(40)에 대한 회전에 대하여 환형 밀봉 링(18)을 유지한다.The elastomeric support and secondary seal 60 forms the radially outward ring seal and drive of the expanded inner portion 52 of the sleeve 40. A shaft drive 62 is included that extends between the inner portion 52 coupled with the inner cylindrical surface 24 of the sealing ring 18. The portion 62 defines a drive lug 63 disposed in the drive notch 28 formed in the inner cylindrical surface 24. This relationship holds the annular sealing ring 18 against rotation about the sleeve 40.
엘라스토머제 지지 및 부 밀봉부(60)는 부가로 대응 링(18)과 슬리브(40)의 방사형 벽(46)과의 사이에서 압압되는 일체형으로 형성된 환형상 밀봉부(64)를 형성한다. 평형추(17) 내에는 링(18)과 유체 기밀하게 접촉하는 방사형 밀봉면(65)이 형성된다.The elastomeric support and secondary seal 60 additionally forms an integrally formed annular seal 64 that is pressed between the mating ring 18 and the radial wall 46 of the sleeve 40. In the counterweight 17 a radial sealing surface 65 is formed which is in fluid tight contact with the ring 18.
주 링(20)은 환형상 타출금속 주 리테이너(70)에 의해 하우징(12)과 관련하여 지지된다. 리테이너(70)는 축방향 연장 원통형 외벽부(72)와, 방사형 림(73)과, 방사방향 연장 환형상 외측부(74)와, 축선방향 연장 원통형 내부벽 부분을 포함한다.The main ring 20 is supported in relation to the housing 12 by an annular outgoing metal main retainer 70. The retainer 70 includes an axially extending cylindrical outer wall portion 72, a radial rim 73, a radially extending annular outer portion 74, and an axially extending cylindrical inner wall portion.
축선방향 연장 원통형 외부벽 부분(72)은 하우징(12)의 구멍(14)에 수용되는 선-정해진 직경을 가진다. 하우징 구멍(14)은 원통형 부분(72)이 리테이너(70)와 하우징(12) 사이에 유체-기밀한 관계를 창출하도록 구멍(14)내에 압축 억지끼움될 수 있는 크기로 이루어진다. 라텍스 또는 다른 적절한 재료로 이루어진 층이 하우징(12)과 리테이너(70) 사이에 유체-기밀한 밀봉을 보장하도록 벽(71)의 외부직경면에 적용된다. 방사형 림(73)은 하우징(12)의 벽의 방사 면에 대항하여 배치되어, 하우징(2)과 상관하여 그리고 축(16)과 상관하여 리테이너(70)를 축선적으로 정확하게 위치하도록 정지부를 제공한다.The axially extending cylindrical outer wall portion 72 has a pre-determined diameter received in the hole 14 of the housing 12. The housing bore 14 is sized such that the cylindrical portion 72 can be pressurized in the hole 14 to create a fluid-tight relationship between the retainer 70 and the housing 12. A layer of latex or other suitable material is applied to the outer diameter surface of the wall 71 to ensure a fluid-tight seal between the housing 12 and the retainer 70. The radial rim 73 is disposed against the radial face of the wall of the housing 12, providing a stop for accurately positioning the retainer 70 axially with respect to the housing 2 and with respect to the axis 16. do.
일반적인 방사 외측부(74)는 축선방향 연장 원통형 시트 벽 부분(78)과 축선방향 연장 원통형 외부벽 부분(72)을 연결하는 방사 환형상 벽부분(76)을 형성한다. 시트 벽부분(78)은 후술되는 바와 같이 유체-기밀한 관계로 밸로우즈(100)의 일부분을 수용하는 시트를 형성한다.The general radial outer portion 74 forms a radially annular wall portion 76 connecting the axially extending cylindrical sheet wall portion 78 and the axially extending cylindrical outer wall portion 72. The seat wall portion 78 forms a sheet to receive a portion of the bellows 100 in a fluid-tight relationship as described below.
일반적인 방사 외측부(74)는 부가로 일반적인 방사방향 연장 곡선진 벽부분(79)을 형성한다. 방사방향 연장 곡선진 벽부분(79)은 설치 시에 리테이너(70)와 슬리브(40) 사이에서의 상대적인 축선방향 이동을 허용하도록 관형상 신장부(50)보다 큰 직경으로 이루어진 크기를 갖는 축선방향 연장 원통형 내부벽 부분(75)과 접속한다. 원통형 내부벽 부분(75)에 형성된 멈춤쇠(77)는 주 링(20)에 노치(33)와 결합한다. 주 링(20)의 내부 축선 면(32)은 축선방향 연장 원통형 내부벽 부분(75)보다 큰 직경으로 이루어져 리테이너(70)에 대해 상대적인 주 링(20)의 축선방향 이동을 허용한다. 노치(33)와 멈춤쇠(77) 사이에 내부결합은 전환시에 하우징(12)에 고정된 리테이너(70)에 대한 상대적인 주 링(20)의 회전을 저지한다.The general radial outer portion 74 additionally forms a general radially extending curved wall portion 79. The radially extending curved wall portion 79 has an axial extension having a diameter larger than the tubular extension 50 to allow relative axial movement between the retainer 70 and the sleeve 40 at installation. It connects with the cylindrical inner wall part 75. A detent 77 formed in the cylindrical inner wall portion 75 engages the notch 33 in the main ring 20. The inner axial face 32 of the main ring 20 has a larger diameter than the axially extending cylindrical inner wall portion 75 to allow axial movement of the main ring 20 relative to the retainer 70. Internal engagement between the notch 33 and the detent 77 prevents rotation of the main ring 20 relative to the retainer 70 fixed to the housing 12 at the time of transition.
주 링(20)과 리테이너(70)와의 사이에 부 밀봉은 탄성체 엘라스토머제 밸로우즈(100)에 의해 제공된다. 밸로우즈의 단면은 내측 웨브(104)보다 어느 정도 길이가 긴 외측 웨브(102)를 가진 역"오메가"모양으로 이루어진다. 웨브 부분(102,104)은 방사형 내부 기부(106)에 의해 연결되어 단일 회선을 형성한다.Secondary sealing between the main ring 20 and the retainer 70 is provided by an elastomeric elastomeric bellows 100. The cross section of the bellows is inverted "omega" with an outer web 102 that is somewhat longer than the inner web 104. Web portions 102 and 104 are connected by radial inner base 106 to form a single line.
그 방사형 외부 단부에서는, 내측 웨브(104)가 축선방향 연장 환형상 플랜지(108)를 구비한다. 플랜지(108)는 주 링(20)의 축선방향 원통면(37)과 유체-기밀한 밀봉결합상태로 축선방향 연장 원통면(110)을 구비한다. 또한, 후술되는 바와 같이, 핑거 스프링(80)과 접촉하는 방사형 외측 원통면(112)을 구비한다.At its radially outer end, the inner web 104 has an axially extending annular flange 108. The flange 108 has an axially extending cylindrical surface 110 in a fluid-tight sealing engagement with the axial cylindrical surface 37 of the main ring 20. It also has a radially outer cylindrical surface 112 in contact with the finger spring 80, as described below.
웨브(104)는 주 링(20)의 외측 방사형 표면(30)과 접촉하는 방사형 내측면(114)을 구비한다. 또한, 핑거 스프링(80)과 접촉하는 방사형 외측 표면(116)을 구비한다.Web 104 has a radially inner side 114 in contact with an outer radial surface 30 of main ring 20. It also has a radial outer surface 116 in contact with the finger spring 80.
외측 웨브(102)는 축선방향 연장 플랜지(118)를 구비한다. 플랜지(118)는 리테이너(70)의 축선 원통형 시트 벽(78)과 유체-기밀하게 밀봉결합하는 내부 방향 비드(126)를 구비하는 축선방향 연장 내부 직경 원통면(120)을 포함한다. 또한, 핑거 스프링(80)과 접촉하는 방사방향 연장 환형상 표면(124)과 방사형 외부 축선방향 연장면(122)을 구비한다.Outer web 102 has an axially extending flange 118. Flange 118 includes an axially extending inner diameter cylindrical surface 120 having an inner bead 126 that is in fluid-tight sealing engagement with the axial cylindrical seat wall 78 of the retainer 70. It also has a radially extending annular surface 124 and a radially outer axially extending surface 122 in contact with the finger spring 80.
도1,도2,도4 및 도5를 참고로, 밸로우즈(100)에 의해 형성된 단일 회선 내에 배치된 핑거 스프링부재(80)는 대응 링(18)쪽으로 주 링(20)을 가압하게 하는 축선방향 편향력을 제공한다. 주 링(20)에 플랜지(108)와 상관된 페룰 부분(82)을 구비하며, 페룰 부분(84)은 리테이너(70)에 플랜지(118)와 상관된다. 복수의 스프링 핑거(86)는 페룰 부분(82,84)과 접속한다. 스프링 핑거(86)는 대략 "U형상"단면으로 다른쪽보다 길이가 긴 일 레그를 가진다.1, 2, 4 and 5, the finger spring member 80 disposed in a single line formed by the bellows 100 causes the main ring 20 to press against the corresponding ring 18. Provides axial deflection force. The main ring 20 has a ferrule portion 82 correlated with the flange 108, and the ferrule portion 84 correlates with the flange 118 in the retainer 70. The plurality of spring fingers 86 connects with the ferrule portions 82, 84. The spring finger 86 has one leg that is approximately "U-shaped" in cross section and longer in length than the other.
페룰 부분(82)은 표면(112)에 웨브(108)위에 놓인 대략 원통형 축선방향 연장부분(83)과, 웨브(104)의 방사 외측면(116)에 인접한 대략 방사방향 연장 환형상 부분(85)을 구비한다.The ferrule portion 82 has a substantially cylindrical axial extension 83 lying on the web 108 on the surface 112 and an approximately radially extending annular portion 85 adjacent to the radially outer surface 116 of the web 104. ).
페룰 부분(84)은 표면(122)에 웨브(118)위에 놓인 대략 원통형 축선방향 연장 부분(87)과, 웨브(102)의 방사 내측면(124)에 인접한 대략 방사방향 연장 환형상 부분(89)을 구비한다.Ferrule portion 84 includes a generally cylindrical axially extending portion 87 overlying web 118 on surface 122 and a substantially radially extending annular portion 89 adjacent to radially inner surface 124 of web 102. ).
각각의 스프링 핑거(86)는 방사형 환형상 부분(85)에 페룰(82)에 연결된 상대적으로 짧은 방사형 레그 부분(92)과, 방사형 환형상 부분(89)에 페룰(84)에 접속되는 상대적으로 긴 길이의 방사형 레그 부분(94)을 구비한다. 레그 부분은 방사형 내부 굽힘부분(95)에 연결된다.Each spring finger 86 has a relatively short radial leg portion 92 connected to the ferrule 82 at the radial annular portion 85 and a relatively short radial leg portion 92 connected to the ferrule 84 at the radial annular portion 89. It has a long length radial leg portion 94. The leg portion is connected to the radial inner bend 95.
도2에 도시된 그 작업 높이에서, 밀봉 조립체 성분은 하우징(12)과 축(16)에 대해 배치되어, 스프링 핑거(86)가, 페룰(84)의 방사형 환형상 부분(89)을 향하는 방향으로 페룰(82)의 방사형 환형상 부분(85)이 전해지도록 서로를 향하는 방향으로 페룰 부분(82,84)의 이동에 의해 변형되어, 핑거 스프링(80)이 굽힘동작으로 배치된다. 이러한 작업높이에서는 핑거(86)의 굽힘동작으로 부터 발휘되는 복원력이 방사형 환형상 부분(85)이 방사형 환형상 부분(89)으로부터 원격지게 힘을 받게 하고, 또한 외측 방사형 웨브(102)로부터 내측에 방사형 웨브(104)의 방사 외측 표면(116)과 축선방향 연장 환형상 플랜지(108)를 축선방향으로 편향시킨다. 주 링(20)의 방사형 벽(30)과 내측 웨브(104)의 내측면(114)과의 사이에 밀착 접촉은주 링(20)이 대응 링(18) 쪽으로 편향지게 하여, 접촉부 쪽으로 밀봉면(19,21)이 이동하게 한다.At its working height, shown in FIG. 2, the sealing assembly component is disposed about the housing 12 and the shaft 16 such that the spring finger 86 faces the radial annular portion 89 of the ferrule 84. Thus, the radial spring portion 85 of the ferrule 82 is deformed by the movement of the ferrule portions 82 and 84 in a direction facing each other so that the finger springs 80 are arranged in a bending motion. At this working height, the restoring force exerted from the bending action of the finger 86 causes the radial annular portion 85 to be forced remotely from the radial annular portion 89 and further inwardly from the outer radial web 102. The radially outer surface 116 of the radial web 104 and the axially extending annular flange 108 are axially deflected. The close contact between the radial wall 30 of the main ring 20 and the inner surface 114 of the inner web 104 causes the main ring 20 to deflect toward the corresponding ring 18, thus sealing surface toward the contact. Let (19, 21) move.
12mm직경을 가진 축을 조작하는 실시예에서, 스프링에 로드는 대략1mm의 작업높이 압력으로 발생된다.In an embodiment of manipulating an axis with a 12 mm diameter, the rod on the spring is generated at a working height pressure of approximately 1 mm.
작업 높이에서, 스프링(80)과 엘라스토머제 밸로우즈(100)는 밸로우즈(100)의 기부(106)가 리테이너(70) 내에 위치로 이동하게 하여, 밸로우즈가 방사방향 연장 곡선진 벽부분(79)과 접촉되게 한다. 엘라스토머제 밸로우즈(100)의 회선의 정상 시트 위치는 여전히 주 밀봉 링(20)의 어느 정도의 축선방향 작동을 허용하게 한다.At the working height, the spring 80 and the elastomeric bellows 100 cause the base 106 of the bellows 100 to move into position in the retainer 70 such that the bellows extend radially curved wall portion 79. ) In contact with The normal seat position of the convolution of the elastomeric bellows 100 still allows some axial actuation of the main sealing ring 20.
본 발명의 밀봉 실시예(10)의 이러한 특정한 배열설치에 의해 제공되는 일 특징은 밸로우즈위에 축선적인 다른 로드를 최소로 하는 것이다. 예를 들면, 물펌프의 개시동작에서, 엘라스토머제 밸로우즈(100)의 유체 내측은 밀봉부의 외측 대기압을 초과하는 압력까지 압축된다. 이러한 압력은 벽에서, 특히 내부 방사형 웨브(104)와 외부 방사형 웨브(102)의 긴길이의 방사방향 연장면에서 가압성질을 가지어서, 엘라스토머제 밸로우즈의 모양을 변형하는 성질이 있다.One feature provided by this particular arrangement of sealing embodiment 10 of the present invention is to minimize other axial loads on the bellows. For example, in the starting operation of the water pump, the fluid inside of the elastomeric bellows 100 is compressed to a pressure exceeding the outside atmospheric pressure of the seal. This pressure is of a nature in the wall, in particular in the radially extending surface of the length of the inner radial web 104 and the outer radial web 102, thereby modifying the shape of the elastomeric bellows.
본 실시예에 제공된 일 특징은 방사방향 연장 곡선진 벽부분(79)을 구비하는 리테이너(70)가 그 중앙 기부(106)와 외측 웨브(104)에서 리테이너(70)에 의해 주어진 모양을 취하는 엘라스토머제 밸로우즈(100)에 양측 축선과 방사형 지지부를 제공하는 것이다. 따라서, 펌프 임펠러에 의해 창출된 압력은 엘라스토머제 밸로우즈의 환형상 모양을 변형할 수 없어서, 예를 들어 축선방향 연장 플랜지(118)에압착(squeeze)를 변형하여 부 밀봉부를 통해서 바람직하지 않은 누설로의 개방을 피할 수 있다.One feature provided in this embodiment is that the retainer 70 having the radially extending curved wall portion 79 takes the shape of the elastomer given by the retainer 70 at its central base 106 and outer web 104. It is to provide the bellows 100 with both side axes and radial supports. Thus, the pressure generated by the pump impeller cannot modify the annular shape of the elastomeric bellows, for example by deforming the squeeze on the axially extending flange 118 and thus undesirably leaking through the subsealing. The opening of the furnace can be avoided.
밀봉 링(20)위에 일부 부수적인 로드가 밸로우즈(100)에 의해 제공될 수 있더라도, 상기 배열설치의 일 잇점은 밀봉부에서 작용하는 축방향 힘으로부터 밸로우즈(100)를 고립시킨 수 있다는 것이다. 따라서, 밸로우즈(100)의 주 기능은 리테이너(70)와 하우징(12)과 밀봉 링(20)사이에 부 밀봉부를 제공하는 것이다.Although some additional rods on the sealing ring 20 can be provided by the bellows 100, one advantage of the arrangement is that the bellows 100 can be isolated from the axial force acting on the seal. . Thus, the main function of the bellows 100 is to provide a sub-sealing portion between the retainer 70 and the housing 12 and the sealing ring 20.
하우징(12)에 양립하는 유효한 부 밀봉부의 제공은, 리테이너 벽(72,76,78)에 의해 형성된 컵모양 리셉터클 내에 밸로우즈 플랜지(118)를 압착하여 달성된다. 상기 부 밀봉부의 유지는 펌프를 운영하는 중에 발생되는 엘라스토머제 밸로우즈 밀봉부(100)의 횡단 압력차 때문에, 그리고 또한 밀봉부(110)의 외측에 배치된 모터 또는 다른 디바이스(도시 않음)에 의해 축(16)의 회전 중에 창출되는 연속적 진동력으로 인하여 특별한 어려움을 발생한다.Provision of an effective secondary seal compatible with the housing 12 is achieved by pressing the bellows flange 118 into a cup-shaped receptacle formed by retainer walls 72, 76, 78. The maintenance of the secondary seal is due to the transverse pressure difference of the elastomeric bellows seal 100 generated during operation of the pump and also by a motor or other device (not shown) disposed outside of the seal 110. Particular difficulties arise due to the continuous vibration forces created during the rotation of the shaft 16.
외측 단부에 부 밀봉부를 보유하는 것이 안정적인 본 발명의 일 잇점은 플랜지(118)의 축선방향 연장 면(120)에 중앙설정식으로 배치된 환형상 비드(126)가 있는 것이다. 도3에서 가장 양호하게 설명되는 바와 같이, 비드(126)는 평면 축선방향 연장 면(120)의 내부방향으로 연장한다. 플랜지(118)가 리테이너(70)내에 끼워 설치되어, 비드(126)는 축선방향 연장 원통형 시트 벽 부분(78)에 대한 압착이 이루어지고, 따라서 플랜지(118)와 리테이너(70) 사이에 강력한 억지끼움을 발생한다. 밸로우즈(100)의 내측 단부에서, 부 밀봉부는 밀봉 링(20)을 둘러싸는 플랜지(108)에 의해 형성된다.One advantage of the present invention where it is stable to retain the sub-sealing at the outer end is that there is an annular bead 126 centrally disposed on the axially extending surface 120 of the flange 118. As best explained in FIG. 3, the beads 126 extend inwardly of the planar axially extending surface 120. The flange 118 is fitted in the retainer 70 so that the bead 126 is pressed against the axially extending cylindrical seat wall portion 78, thus providing a strong interference between the flange 118 and the retainer 70. Generates a fit. At the inner end of the bellows 100, the secondary seal is formed by a flange 108 that surrounds the sealing ring 20.
페룰(82)은, 페룰(82)과 플랜지(108)의 접촉면과 플랜지(108)와 주 링(20)의 접촉면과의 사이에 유체-기밀한 관계를 확립하도록, 웨브(104)의 축선방향 연장 환형상 플랜지(108)에 압축력을 적용하는 크기로 이루어진다. 페룰(84)은, 페룰(84)과 플랜지(118)의 접촉면 사이에 유체-기밀한 관계를 확립하도록, 웨브(102)의 축선방향 연장 환형상 플랜지(118)에 압축력을 적용하는 크기로 이루어진다.The ferrule 82 is an axial direction of the web 104 to establish a fluid-tight relationship between the contact surface of the ferrule 82 and the flange 108 and the contact surface of the flange 108 and the main ring 20. It is sized to apply a compressive force to the elongated annular flange 108. The ferrule 84 is sized to apply a compressive force to the axially extending annular flange 118 of the web 102 to establish a fluid-tight relationship between the ferrule 84 and the contact surface of the flange 118. .
핑거 스프링(80)의 원통형 축선 부분(83)의 방사방향 접속은, 주 밀봉 링(18)에 대항하여 가압되는 플랜지(108)의 부 밀봉부를, 펌프 유체의 유체압력과 함께 유지하는 방사 내부방향 힘을 생성한다. 원통형 축 부분(83)의 방사내부방향힘은 밀봉 링(20)의 외부직경 축선 원통형 표면(37)과 플랜지(108)의 축선방향 연장 원통형 표면(110)과의 사이에 안정적 밀봉부를 유지할 수 있다. 밀봉작용의 성능을 우수하게 하기 위해서, 원통형 표면(110)은, 밀봉 링(20)에 대항하는 부 밀봉부를 유지하도록 방사 내부방향으로 압착되는 도시된 바와 같은 플랜지(108)의 테이퍼진 비드-모양 내부면의 단부에 밀봉부를 제공한다. 플랜지(108)의 방사 노출벽(109)에 부수적인 축방향 힘은, 방사 외측면(116)에 대응 축선방향 대향측 압력에 의해 그리고 플랜지(108)에 축선방향으로 동작하는 스프링(80)의 스프링힘에 의해 카운터 된다.The radial connection of the cylindrical axis portion 83 of the finger spring 80 is radially inward, which maintains the secondary seal of the flange 108 pressed against the primary seal ring 18 together with the fluid pressure of the pump fluid. Generate power The radially inward force of the cylindrical shaft portion 83 can maintain a stable seal between the outer diameter axial cylindrical surface 37 of the sealing ring 20 and the axially extending cylindrical surface 110 of the flange 108. . In order to improve the performance of the sealing action, the cylindrical surface 110 is tapered bead-shaped of the flange 108 as shown, which is squeezed radially inward to maintain a secondary seal against the sealing ring 20. Provide a seal at the end of the inner surface. The axial force incidental to the radially exposed wall 109 of the flange 108 is caused by the spring 80 acting axially on the flange 108 and by the corresponding axially opposite pressure on the radially outer surface 116. Countered by spring force.
예를 들어 12mm축에 사용할 수 있는 밀봉부용의 약1mm의 작업높이축선방향 압축 시에 밀봉부(10)의 적절한 로딩은, 페룰(82,84)의 2개 방사방향 환형상 부분(85,89) 사이에 무접촉을 보장하여야 한다. 일반적으로, 12mm축 크기용 밀봉부는 약14.2mm의 도1에 도시된 바와 같이 선-로딩 전에 있는 "자유(free)"높이를가질 수 있다. 선-로딩 후에, 밀봉부(10)의 축선 단부와의 사이에 거리를 측정하는 종래 기구를 사용하여, 일반적인 최소 설치높이를 약13.1mm이게 할 수 있다.For example, proper loading of the seal 10 during a working height axial compression of about 1 mm for a seal that can be used on a 12 mm axis is such that the two radial annular portions 85, 89 of the ferrules 82, 84. There should be no contact between them. In general, a 12 mm shaft size seal may have a "free" height prior to pre-loading as shown in Figure 1 of about 14.2 mm. After pre-loading, a conventional minimum installation height can be made to be about 13.1 mm using conventional instruments that measure the distance between the axis end of the seal 10.
물론, 스프링 핑거(86)를 더욱 굽어지게 하는 방향으로의 축선동작은 스프링력이 증가하게 하며, 따라서 최적한 로드가 달성될때까지 보다 더 강력한 대응 링(18)에 대항하는 밀봉 링(20)을 편향시키는 성질이 있다. 임의 지점을 넘어서는 축선 동작은 방사형 환형상 부분(85,89)의 접촉에 의해 방해되지만, 상기 접촉은 밀봉 링(20)에 배치된 로드에 바람직하지 않은 증가를 방지하도록 피해져야만 되는 것이다. 적절한 로딩 상태 하에서, 방사형 환형상 부분(85,89) 사이에 일반적인 분리는 도2에 도시된 바와 같이 약0.5 내지 1.0mm가 된다.Of course, the axial motion in the direction to bend the spring finger 86 further causes the spring force to increase, thus opening the sealing ring 20 against the stronger ring 18 until an optimum rod is achieved. It is biased. The axial motion beyond any point is hindered by the contact of the radial annular portions 85, 89, but the contact must be avoided to prevent an undesirable increase in the rod disposed on the sealing ring 20. Under proper loading conditions, the general separation between the radial annular portions 85, 89 is about 0.5 to 1.0 mm, as shown in FIG.
도2에 도시된 선-로드된 상태에서, 페룰(84)에 접속되는 스프링 핑거(86)의 레그는 페룰(82)에 접속된 레그보다 더 큰 축선방향 편향을 받게되는 것을 주의하여야 한다. 이러한 큰 편향은, 웨브(102)의 벽면과 스프링 핑거(86)와의 사이에 분리를 제공하는 웨브(102)의 모양과 구조로부터 초래된다. 이러한 구조는, 그에 대항하는 유체-기밀한 부 밀봉부와 밀봉 링(20)의 지지부를 유지하기 위해서 가능한 사각에 가까운 모양과 구조를 유지하는 것을 요망하기 때문에 양호한 구조이다. 스프링(80)의 최종 구조는 최종 조립 전에 일 또는 다수 스탬핑 단계로 형성될 수 있다. 특정한 주문형 스탬핑이 스프링(80)을 형성하는데 일반적으로 요구되며, 그리고 미국 뉴욕 칼라 플레이스와 메샤추세츠 브라이트톤의 AEC(American Engineered Components)와 같이 상용의 정확한 스탬핑 운영으로부터 활용될 수도 있다. 핑거 스프링부재(80)는 스테인리스강으로 제조되며, 양호하게 단일 일체적성분으로 형성된다. 핑거 스프링부재(80)는 선택적으로 분리성분을 함께 리벳결합하거나 다르게 서로 고정하여 만들 수 있다.It should be noted that in the pre-loaded state shown in FIG. 2, the legs of the spring fingers 86 connected to the ferrule 84 are subjected to greater axial deflection than the legs connected to the ferrule 82. This large deflection results from the shape and structure of the web 102 providing separation between the wall surface of the web 102 and the spring finger 86. Such a structure is a good structure because it is desired to maintain the shape and structure as close to the square as possible in order to maintain the fluid-tight sub-sealing portion and the support of the sealing ring 20 against it. The final structure of the spring 80 may be formed in one or multiple stamping steps before final assembly. Certain custom stampings are generally required to form the spring 80 and may be utilized from commercially accurate stamping operations, such as American Engineered Components (AEC) in Color Place, NY and Brighton, Massachusetts. Finger spring member 80 is made of stainless steel and is preferably formed of a single integral component. Finger spring member 80 can be made by selectively riveting the separation components together or otherwise fixed to each other.
작업 실시예에서, 요소의 재료는 표준 밀봉재 이다. 양호하게, 대응 링(18)은 탄화규소(SiC)로 제조되며 그리고 주 링(20)은 도1에 도시된 바와 같이 표준 탄소 링 또는 도2에 도시된 바와 같이 탄화규소의 어느 하나를 포함할 수 있다. 밸로우즈 재료는 탄성체이며, 양호하게는 성형고무와 같은 엘라스토머제 이며 그리고 스프링 핑거(86)를 구비하는 스프링(80)은 스테인리스강 또는 탄성강 이다. 슬리브(40)와 리테이너(70)는 또한 스테인리스강 이다.In an working embodiment, the material of the element is a standard sealant. Preferably, the corresponding ring 18 is made of silicon carbide (SiC) and the main ring 20 may comprise either a standard carbon ring as shown in FIG. 1 or silicon carbide as shown in FIG. Can be. The bellows material is an elastomer, preferably made of an elastomer such as molded rubber, and the spring 80 with the spring fingers 86 is stainless steel or elastic steel. Sleeve 40 and retainer 70 are also stainless steel.
요소의 치수는 밀봉부(10)가 성질에 적합한 축 크기에 따라서 변경된다. 예를 들면, 12mm의 축 크기용으로는 스프링(80)이 대략0.10 내지 0.50mm의 두께, 양호하게는 0.15mm의 두께를 가진 301 또는 316L스테인리스강 스프링으로 이루어진 시트를 포함한다. 치수와 특정적인 자유 높이상태에 제공된 로드는 밀봉부를 동작하는데 주요한 것이다. 물론, 환형상 엘라스토머제 밸로우즈(100)의 치수가 밀봉 링(20)과 리테이너(70)의 치수와 대응하여, 엘라스토머제 부분이 적절한 부 밀봉부를 형성하도록 압축될 수 있다는 사실은 중요한 사항이다.The dimension of the element is changed according to the shaft size in which the seal 10 is suitable for the property. For example, for a shaft size of 12 mm, the spring 80 comprises a sheet of 301 or 316L stainless steel spring having a thickness of approximately 0.10 to 0.50 mm, preferably 0.15 mm. The rods provided in the dimensions and in the specific free height are the main ones for operating the seal. Of course, it is important that the dimensions of the annular elastomeric bellows 100 correspond to the dimensions of the sealing ring 20 and the retainer 70 so that the elastomeric portion can be compressed to form a suitable secondary seal.
도6에 도시된 스프링(180)의 변경구조에서는, 페룰(182,184)이 밀봉부에 부가적인 유연성을 제공한다. 도6에 도시된 바와 같이, 스프링부재(180)의 방사 및 축선 교차부는 핑거 스프링부재(180)에 의해 제공된 스프링힘에 경성(stiffness)을 저하하도록 개조될 수 있다. 도6에 도시된 바와 같이, 스프링부재(180)의 웨브에는 스프링 핑거의 유연성을 증가하는 다양한 절결부와 갭이 만들어질 수 있다.In the modification of the spring 180 shown in Figure 6, the ferrules 182 and 184 provide additional flexibility to the seal. As shown in FIG. 6, the radial and axial intersection of the spring member 180 can be adapted to reduce stiffness in the spring force provided by the finger spring member 180. As shown in Figure 6, the web of the spring member 180 may be made of various cutouts and gaps to increase the flexibility of the spring finger.
페룰(182,184)의 방사방향 연장 면(185,189)은 스프링 요소(186)에 인접하여 절결되어, 페룰(182,184)에 대한 스프링요소의 접속이 대응 원통형 축선부분(183,187) 각각에 직접적으로 이루어진다. 스프링 요소가 원통형 벽 부분(183)에 연속적으로 연장하도록, 스프링 요소(186)와 방사 부분(185)과의 사이에 제공된 갭(194)과 갭(196)이 방사형 환형상 부분(189)과 스프링 요소(186)와의 사이에 제공되어, 스프링 요소(186)가 각각 방사방향 연장 환형상부재(185,189)로부터 유래되는 임의적 지지부의 독립적인 개별성 페룰(182,184)과 상관하여 구브려진다.The radially extending surfaces 185, 189 of the ferrules 182, 184 are cut out adjacent to the spring elements 186 such that the connection of the spring elements to the ferrules 182, 184 is made directly to each of the corresponding cylindrical axis portions 183, 187. The gap 194 and the gap 196 provided between the spring element 186 and the radiating portion 185 allow the spring element to extend continuously to the cylindrical wall portion 183 and the radial annular portion 189 and the spring. Provided between and with the element 186, the spring element 186 is bent in relation to the independent individual ferrules 182, 184 of the optional support derived from the radially extending annular members 185, 189, respectively.
부가적인 유연성은 소망에 의해 축선 원통형 부분(183,187)이 개별 방사형 환형상 부분(185,189)에 접속되는 코너에서 페룰에 부가적인 절결부를 만들어서 제공된다. 예를 들면, 페룰(182)의 코너에 절결부(197)와 페룰(184)의 코너에 절결부(198)는, 핑거 스프링(186)의 구조 일체성으로부터의 임의적 방식의 분리없이, 서로 상관되고 인접 엘라스토머제 밸로우즈(100)의 웨브와 상관된 페룰요소의 이동으로 유연성을 제공한다. 절결부(197,198)는 임의적 모양을 취할 수 있지만, 도시한 바와 같이 이들은 페룰(182,184)의 축선 부분과 방사 부분 사이에 코너를 포함하는 스탬핑 공정 중에 생성되는 폴드(fold)에 따르는 긴 길이의 타원형을 포함한 것이다.Additional flexibility is provided by making additional cutouts in the ferrule at the corners where axial cylindrical portions 183 and 187 are connected to individual radial annular portions 185 and 189 as desired. For example, the cutout 197 at the corner of the ferrule 182 and the cutout 198 at the corner of the ferrule 184 correlate with each other, without any arbitrary separation from the structural integrity of the finger spring 186. And movement of the ferrule element relative to the web of adjacent elastomeric bellows 100 provides flexibility. The cutouts 197 and 198 may take an arbitrary shape, but as shown, they have a long length ellipse along the fold created during the stamping process that includes a corner between the axial and radial portions of the ferrules 182 and 184. It is included.
도6a는 스프링부재(180)의 형태를 나타낸 도면이다. 페룰(182)의 방사 부분(185)은 스프링 핑거요소(186)와 방사 부분(185)과의 사이에 방사방향 갭(194)을 형성하도록 절결된다. 스프링 핑거는 페룰(82)의 원통형 환형상 부분(183)에접속된다. 각각의 스프링 핑거(186)의 스프링 핑거 레그(194)는 페룰(184)의 방사형 환형상 부분(189)에 접속된다.6A is a view showing the shape of the spring member 180. Radiating portion 185 of ferrule 182 is cut to form a radial gap 194 between spring finger element 186 and radiating portion 185. The spring finger is connected to the cylindrical annular portion 183 of the ferrule 82. The spring finger leg 194 of each spring finger 186 is connected to the radial annular portion 189 of the ferrule 184.
도6a의 도면에서, 갭(194)이 있기 때문에 스프링 핑거 레그(192)는 더 길고 그리고 도1 내지 도4의 실시예의 내측 짧은 레그(92)보다 어느 정도 더 유연성이 있다. 이러한 도면의 핑거 스프링(180)의 스프링 비율은 핑거 스프링(80)의 스프링 비율보다 낮다.In the diagram of FIG. 6A, the spring finger leg 192 is longer because of the gap 194 and is somewhat more flexible than the inner short leg 92 of the embodiment of FIGS. The spring rate of the finger spring 180 in this figure is lower than the spring rate of the finger spring 80.
도7 내지 도12는 본 발명에 따르는 기구식 면 밀봉 조립체의 다른 실시예를 설명하는 도면이다.7-12 illustrate another embodiment of a mechanical face seal assembly according to the present invention.
도7은 그 자유높이에 기구식 면 밀봉 조립체(310)를 설명하는 도면이다. 도12는 그 설치 또는 작업 높이에 밀봉 조립체를 나타낸 도면이다. 기구식 면 밀봉 조립체(310)는 대응 링(318)과 주 링(320), 슬리브(340), 리테이너(370), 핑거 스프링(380) 및 밸로우즈(400)를 구비한다.7 illustrates the mechanical face seal assembly 310 at its free height. 12 shows the seal assembly at its installation or working height. Mechanical face seal assembly 310 includes a mating ring 318 and a main ring 320, a sleeve 340, a retainer 370, a finger spring 380 and a bellows 400.
본 실시예의 주 링(320)은 제1실시예의 주 링(20)과 동일한 것이다. 주 링(20)은 외측 방사 면(330)과 외부 축선방향 연장 원통면(337)을 구비한다. 또한, 복수의 축선 노치(333)를 형성하는 내부 축선 원통면(332)도 구비한다.The main ring 320 of this embodiment is the same as the main ring 20 of the first embodiment. The main ring 20 has an outer radial surface 330 and an outer axially extending cylindrical surface 337. It also includes an internal axis cylindrical surface 332 which forms a plurality of axis notches 333.
본 실시예의 대응 링(318)은 제1실시예의 대응 링(18)과 유사하다. 이것은 환형상 방사 후면(322)을 구비하고, 또한 내부 환형상 원통면(324)을 구비한다.The corresponding ring 318 of this embodiment is similar to the corresponding ring 18 of the first embodiment. It has an annular radial back surface 322 and also has an inner annular cylindrical surface 324.
대응 링(320)은 도1 내지 도5의 실시예의 노치(28)와 같은 구동 노치를 구비하지 않는다. 도8과 도9에 도시된 바와 같은 대응 링(318)의 방사 외부면에 형성된 3개의 대략 균일하게 이격공간진 구동 노치(306)를 구비한다.The mating ring 320 does not have a drive notch, such as the notch 28 of the embodiment of FIGS. It has three approximately evenly spaced drive notches 306 formed on the radially outer surface of the mating ring 318 as shown in FIGS. 8 and 9.
링(318,320)은 원통형 슬리브(340)와 환형상 셀 또는 리테이너(370)를 포함하는 캐리어에 내재된다. 도10과 도11에 도시된 본 실시예의 슬리브(340)는 제1실시예의 슬리브(40)와 유사하다. 이것은 방사형 플랜지(346)와 외부 원통형 벽(348)을 구비한다. 3개, 대략 동일하게 이격공간진 방사내부방향 멈춤쇠는 슬리브(340)의 방사 외부 원통형 벽(348)에 형성된다. 슬리브(340)가 박판금속으로 형성되어서, 대응 방사 내부방향으로 향해진 돌출부(314)는 환형상 원통형 벽(348)에 형성된다. 돌출부(314)는 이들이 대응 링(318)의 구동 노치(306)와 일직선으로 정렬배치되도록 위치한다. 돌출부(314)는 이들이 대응 링(318)의 구동 노치(306) 내에 수용되도록 하는 크기로 이루어진다. 대응 링(318)의 구동 노치(306) 내에 슬리브(340)의 돌출부(314)의 조합이 슬리브(340)가 포지티브하게 대응 링(318)과의 결합을 이루게 하여 슬리브(340)가 부착된 축(316)과 슬리브(340)를 가진 대응 링(318)을 구동한다.Rings 318 and 320 are embedded in a carrier that includes a cylindrical sleeve 340 and an annular cell or retainer 370. 10 and 11, the sleeve 340 of this embodiment is similar to the sleeve 40 of the first embodiment. It has a radial flange 346 and an outer cylindrical wall 348. Three, approximately equally spaced radially inward detents are formed in the radially outer cylindrical wall 348 of the sleeve 340. The sleeve 340 is formed of sheet metal, such that the projection 314 directed in the corresponding radially inward direction is formed in the annular cylindrical wall 348. The protrusions 314 are positioned such that they line up with the drive notches 306 of the corresponding ring 318. The protrusions 314 are sized such that they are received in the drive notch 306 of the corresponding ring 318. The combination of the protrusion 314 of the sleeve 340 in the drive notch 306 of the mating ring 318 causes the sleeve 340 to be positively engaged with the mating ring 318 such that the sleeve 340 is attached. Drive corresponding ring 318 with 316 and sleeve 340.
제1실시예의 슬리브(40)와 본 실시예의 슬리브(340)사이에 다른 차이는 슬리브(340)가 플랜지(346)의 방사 외부방향 연장부에 형성된 3개 슬롯(319)을 가지는 것이다. 도10과 도11에 가장 양호하게 도시된 슬롯(319)은 대략 동일하게 이격공간지고 그리고 돌출부(314) 사이에 배치된다. 슬리브(340)의 슬롯(319)은 슬리브(340)를 통한 액체의 순환을 허용한다. 특정한 슬롯 수가 주요한 것으로 고려되지는 않는다. 필요에 따라서, 플랜지(340)의 방사부분은 도10에 도시된 웨브(313)와 같은 웨브에 의해 분리되는 6개 또는 8개의 슬롯을 구비한다.Another difference between the sleeve 40 of the first embodiment and the sleeve 340 of the present embodiment is that the sleeve 340 has three slots 319 formed in the radially outward extension of the flange 346. Slots 319, best shown in Figs. 10 and 11, are spaced approximately equally and disposed between projections 314. Figs. Slot 319 of sleeve 340 allows circulation of liquid through sleeve 340. The specific number of slots is not considered major. If desired, the radiating portion of the flange 340 has six or eight slots separated by a web, such as the web 313 shown in FIG.
탄성 엘라스토머제 지지 및 부 밀봉부(130)가 슬리브(340)의 방사내부방향내측 부분에 성형된다. 본 실시예의 지지 및 부 밀봉부(360)는 지지 및 부 밀봉요소를 구비한다. 엘라스토머제 지지 및 부 밀봉부(360)는 대응 링(318)의 후 방사면(322)과 방사형 벽(349) 사이에서 압축된 일체적으로 형성된 환형상 밀봉부(364)를 형성한다. 환형상 시트(362)는 링(318) 내에 배치되어 내부 환형상 원통형 면(324) 위에 대응 링(318)의 방사형 지지부를 제공한다.An elastic elastomer support and secondary seal 130 is molded in the radially inwardly directed portion of the sleeve 340. The support and secondary seal 360 of this embodiment has a support and secondary seal element. The elastomeric support and secondary seal 360 forms an integrally formed annular seal 364 compressed between the posterior radial surface 322 of the corresponding ring 318 and the radial wall 349. An annular sheet 362 is disposed within the ring 318 to provide radial support of the corresponding ring 318 over the inner annular cylindrical face 324.
주 링(320)은 환형상 스탬프 금속 주 링 리테이너(370)에 의해 하우징(312)과 관련하여 지지된다. 리테이너(370)는 축선방향 연장 원통형 벽 부분(372), 방사형 림(373), 방사방향 연장 환형상 외측부분(374), 그리고 축선방향 연장된 대략 원통형의 내부벽 부분(375)을 포함한다.The main ring 320 is supported in relation to the housing 312 by an annular stamped metal main ring retainer 370. Retainer 370 includes an axially extending cylindrical wall portion 372, a radial rim 373, a radially extending annular outer portion 374, and an axially extending approximately cylindrical inner wall portion 375.
축선방향 연장 원통형 외부 벽 부분(372)은 하우징(312)의 구멍(314)에 수용되는 선-결정된 직경을 가진다. 하우징 구멍(314)은 원통형 부분(372)이 구멍(314) 내로 압입끼움되어 리테이너(370)와 하우징(312)사이에 유체-기밀한 관계를 창출하는 크기로 이루어진다. 라텍스 또는 다른 적절한 재료의 층(371)이 벽(372)의 외부 직경면에 가해져서 리테이너(370)와 하우징(312) 사이에 유체-기밀한 밀봉을 보장한다. 방사형 림(373)은 하우징(312)의 벽의 방사면에 대항하여 배치되어 하우징(312)과 축(316)에 상관하여 리테이너(370)가 정확하게 축선 위치에 정지하게 한다.The axially extending cylindrical outer wall portion 372 has a pre-determined diameter received in the hole 314 of the housing 312. The housing hole 314 is sized such that the cylindrical portion 372 is press fit into the hole 314 to create a fluid-tight relationship between the retainer 370 and the housing 312. A layer 371 of latex or other suitable material is applied to the outer diameter face of the wall 372 to ensure a fluid-tight seal between the retainer 370 and the housing 312. The radial rim 373 is disposed against the radial surface of the wall of the housing 312 to allow the retainer 370 to stop exactly in the axial position relative to the housing 312 and the axis 316.
일반적 방사형 외측 부분(374)은 축선방향 연장 원통형 외부 벽 부분(372)을 축선방향 연장 원통형 시트 벽 부분(378)에 접속하는 방사형 환형상 벽 부분(376)을 형성한다. 시트 벽 부분(378)은 유체-기밀한 관계로 밸로우즈(400)의 일부분을수용하도록 시트를 형성한다.The generally radial outer portion 374 forms a radial annular wall portion 376 that connects the axially extending cylindrical outer wall portion 372 to the axially extending cylindrical sheet wall portion 378. The seat wall portion 378 forms a sheet to receive a portion of the bellows 400 in a fluid-tight relationship.
일반적 방사형 외측 부분(374)은 부가로 대략 방사방향으로 연장하는 원추형 벽 부분(379)을 형성한다. 원추형 벽(379)은 그 외측면에서 볼록하고 그리고 밸로우즈(400)에 인접한 내측면에서 오목하다.The general radial outer portion 374 further defines a conical wall portion 379 extending approximately radially. Conical wall 379 is convex on its outer side and concave on its inner side adjacent to bellows 400.
곡선진 벽 전이부분(375a)은 원통형 벽 부분(375)에 원추형 벽 부분(379)을 접속한다. 원통형 벽 부분(375)은 주어진 축선방향 길이에 적합하게 연장되고 그리고 아직은 축선방향 이동을 허용하는, 슬리브(370)에 대한 회전으로부터 주 링(320)을 유지하도록 주 링(320)에 노치(333)와 결합하는 멈춤쇠(377)를 형성한다.Curved wall transition portion 375a connects conical wall portion 379 to cylindrical wall portion 375. The cylindrical wall portion 375 extends appropriately for a given axial length and still notches 333 in the main ring 320 to maintain the main ring 320 from rotation about the sleeve 370, allowing for axial movement. To form a detent 377.
원통형 벽 부분(375)은 밸로우즈(400)의 내부 기부(406)의 외부면의 방사 내부방향으로 배치된다. 원추형 벽 부분(379), 곡선진 전이 벽 부분(375a), 그리고 원통형 벽 부분(375)은, 밀봉 조립체는 도7에 도시한 바와 같이 자유 높이에 있으면 밸로우즈(400)의 내부 기부(406)의 외측에 배치된다.The cylindrical wall portion 375 is disposed radially inward of the outer surface of the inner base 406 of the bellows 400. The conical wall portion 379, the curved transition wall portion 375a, and the cylindrical wall portion 375, the inner base 406 of the bellows 400 when the sealing assembly is at free height as shown in FIG. 7. It is disposed outside of.
제1실시예와 함께, 주 링(320)과 리테이너(370) 사이에 부 밀봉은 탄성 엘라스토머재 밸로우즈(400)에 의해 주어진다. 밸로우즈(400)는 제1실시예의 밸로우즈(100)와 동일한 것이다. 밸로우즈(400)의 단면은 내측 웨브(404)보다 어느 정도 길이가 긴 외측 웨브(402)를 가진 대략 역"오메가"모양으로 이루어진다. 웨브 부분(402,404)은 방사형 내부 기부(406)에 의해 연결되어 단일 회선을 형성한다.With the first embodiment, a minor seal between the main ring 320 and the retainer 370 is given by the elastomeric elastomeric bellows 400. The bellows 400 is the same as the bellows 100 of the first embodiment. The cross section of the bellows 400 is approximately inverted “omega” with an outer web 402 that is somewhat longer than the inner web 404. Web portions 402 and 404 are connected by radial inner base 406 to form a single line.
그 방사형 외부 단부에서, 내측 웨브(404)는 축선방향 연장 환형상플랜지(408)를 구비한다. 플랜지(408)는 주 링(320)의 외부 축선 원통면(337)과 유체기밀하게 밀봉결합하는 축선방향 연장 원통면(410)을 구비한다. 또한, 핑거 스프링(380)의 페룰(382)과 접촉하는 방사 외측 원통면(412)도 구비한다.At its radially outer end, the inner web 404 has an axially extending annular flange 408. The flange 408 has an axially extending cylindrical surface 410 that is in fluid tight sealing engagement with the outer axial cylindrical surface 337 of the main ring 320. It also has a radially outer cylindrical surface 412 in contact with the ferrule 382 of the finger spring 380.
웨브(404)는 주 링(320)의 외측 방사면(330)과 접촉하는 방사적 내측면(414)을 구비한다. 또한, 핑거 스프링(380)과 접촉하는 방사 외측면(416)도 구비한다.Web 404 has a radially inner surface 414 in contact with an outer radial surface 330 of main ring 320. It also has a radially outer surface 416 in contact with the finger spring 380.
외측 웨브(402)는 축선방향 연장 플랜지(418)를 구비한다. 플랜지(418)는 리테이너(370)의 축선 원통형 시트 벽(378)과 유체 기밀하게 밀봉결합하는 축선방향 연장 내부 원통면(420)을 구비한다. 또한, 페룰(384)의 방사형 환형상 부분(389)과 접하는 방사방향 연장 환형상 면(424)과 페룰(384)과 접촉하는 방사형 외부 축선방향 연장 면(422)도 구비한다.Outer web 402 has an axially extending flange 418. The flange 418 has an axially extending inner cylindrical surface 420 that is hermetically hermetically seals with the axial cylindrical sheet wall 378 of the retainer 370. It also includes a radially extending annular face 424 in contact with the radial annular portion 389 of the ferrule 384 and a radially outer axially extending face 422 in contact with the ferrule 384.
핑거 스프링부재(380)는 주 링(320)이 대응 링(318)쪽으로 가압되게 하는 축선방향 편향력을 제공하도록 밸로우즈(400)에 의해 한정된 단일 회선 내에 안착된다. 그리고, 주 링(320)에 플랜지(408)와 상관된 페룰 부분(382)과, 리테이너(370)에 플랜지(418)와 상관된 페룰 부분(384)을 구비한다. 복수의 스프링 핑거(386)는 페룰 부분(382,384)과 접속한다. 상기 스프링 핑거(386)는 일반적으로 "U-모양"단면으로 이루어진다.Finger spring member 380 is seated in a single line defined by bellows 400 to provide an axial deflection force that causes main ring 320 to be pushed toward corresponding ring 318. The main ring 320 has a ferrule portion 382 correlated with the flange 408 and a retainer 370 with a ferrule portion 384 correlated with the flange 418. The plurality of spring fingers 386 connect with ferrule portions 382 and 384. The spring finger 386 generally consists of a "U-shaped" cross section.
페룰 부분(382)은 표면(412)에서 플랜지(408) 위에 놓이는 대략 원통형 축선방향 연장 부분(383)과, 웨브(404)의 방사 외측면(416)에 인접한 일반적 방사방향 연장 환형상 부분(385)을 구비한다.Ferrule portion 382 has a generally cylindrical axially extending portion 383 overlying flange 408 at surface 412 and a generally radially extending annular portion 385 adjacent to radially outer surface 416 of web 404. ).
페룰 부분(384)은 표면(422)에서 플랜지(418) 위에 놓이는 대략 원통형부분(387)과, 웨브(402)의 방사 내측면(424)에 인접한 일반적 방사방향 연장 환형상 부분(389)을 구비한다.Ferrule portion 384 has a generally cylindrical portion 387 overlying flange 418 at surface 422 and a generally radially extending annular portion 389 adjacent to radially inner surface 424 of web 402. do.
각각의 스프링 핑거(386)는 방사형 환형상 부분(385)에서 페룰(382)에 접속하는 상대적으로 짧은 방사형 레그 부분(392)과, 방사형 환형상 부분(389)에서 페룰(384)에 접속하는 상대적으로 긴 방사형 레그 부분(394)을 구비한다. 레그 부분은 방사 내부 굽힘부분(395)에 연결된다.Each spring finger 386 has a relatively short radial leg portion 392 connecting to the ferrule 382 at the radial annular portion 385 and a relative connecting ferrule 384 at the radial annular portion 389. Elongated radial leg portion 394. The leg portion is connected to the radially internal bend 395.
페룰(382)은 웨브(404)의 축선방향 연장 환형상 플랜지(408)에 압축력을 가하여 플랜지(408)와 페룰(382)의 접촉면과 주 링(320)과의 플랜지(408)의 접촉면과의 사이에 유체-기밀한 상관관계를 확립하는 크기로 이루어진다.The ferrule 382 exerts a compressive force on the axially extending annular flange 408 of the web 404 to the contact surface of the flange 408 with the contact surface of the flange 408 and the ferrule 382 and the main ring 320. It is sized to establish a fluid-tight correlation between.
페룰(384)은 웨브(402)의 축선방향 연장 환형상 플랜지(418)에 압축력을 가하여 플랜지(418)와 페룰(384)의 접촉면과 축선방향 연장 시트 벽 부분(378)과 플랜지(418)의 접촉면과의 사이에 유체-기밀한 상관관계를 확립하는 크기로 이루어진다.The ferrule 384 exerts a compressive force on the axially extending annular flange 418 of the web 402 such that the contact surface of the flange 418 and the ferrule 384 and the axially extending seat wall portion 378 and the flange 418 It is sized to establish a fluid-tight correlation with the contact surface.
제1실시예에서, 핑거 스프링 부재(380)는 밸로우즈(400)의 단일 회선 내에 배치되어 대응 링(318)쪽으로 주 링(320)이 가압되게 하는 축선방향 편향력을 제공한다. 핑거 스프링 부재(380)는 도1 내지 도6a에 도시된 핑거 스프링 부재(80 또는 180)과 동일한 것이다.In the first embodiment, the finger spring member 380 is disposed within a single line of the bellows 400 to provide an axial deflection force that forces the main ring 320 towards the corresponding ring 318. Finger spring member 380 is the same as finger spring member 80 or 180 shown in Figs.
리테이너(370)는 핑거 스프링 부재(380)와 밸로우즈(400)의 외측에 배치된다. 본 실시예의 리테이너(370)는, 리테이너(370)가 주 링(320)의 증가된 축선방향 이동과 핑거 스프링 부재(380)의 스프링 핑거(386)의 합성적 축선방향 압축을제공하는 형태로 이루어진 것을 제외하고는 도1 내지 도5의 실시예의 리테이너(70)와 유사한 것이다.The retainer 370 is disposed outside the finger spring member 380 and the bellows 400. Retainer 370 of the present embodiment is configured such that retainer 370 provides increased axial movement of main ring 320 and synthetic axial compression of spring finger 386 of finger spring member 380. Except for the retainer 70 of the embodiment of Figs.
리테이너(370)는 외측방향 연장 원추형 벽 부분(379)을 형성한다. 원추형 벽(379)은 외측면에서 볼록하고 그리고 밸로우즈(400) 인접 내측면에서 오목한 것이다.Retainer 370 forms an outwardly extending conical wall portion 379. The conical wall 379 is convex on the outer side and concave on the inner side adjacent to the bellows 400.
곡선진 벽 부분(375a)은 원통형 벽 부분(375)에 원추형 벽 부분(379)을 접속한다. 원통형 벽 부분(375)은 축선방향으로 주어진 거리에 적합하게 연장되고 그리고 밸로우즈(400)의 내부 기부(406)의 외부면의 방사 내부방향으로 배치된다. 원추형 벽 부분(379), 곡선진 벽 부분(375a), 및 원통형 벽 부분(375)은 밀봉 조립체가 도7에 도시된 바와 같이 그 자유 높이에 있을 때에 밸로우즈(400)의 내부 기부(406)의 외측에 배치된다.Curved wall portion 375a connects conical wall portion 379 to cylindrical wall portion 375. Cylindrical wall portion 375 extends appropriately at a given distance in the axial direction and is disposed radially inward of the outer surface of inner base 406 of bellows 400. The conical wall portion 379, curved wall portion 375a, and cylindrical wall portion 375 are the inner base 406 of the bellows 400 when the sealing assembly is at its free height as shown in FIG. 7. It is disposed outside of.
도12에 도시된 그 작업 높이에서, 스프링(380)과 엘라스토머제 밸로우즈(400)는 밸로우즈(400)의 내부 기부(406)가 리테이너(370) 내에 외측방향으로 이동되게 하여서, 밸로우즈(400)의 외측 웨브(402)가 리테이너(370)의 원추형 벽 부분(379)의 오목한 원추면과의 접촉이 이루어진다. 밀봉 조립체 성분은 스프링(380)의 스프링 핑거가 축선방향으로 압축되어 대응 링(318)과 밀봉 접촉부 쪽으로 주 링(320)을 가압하는 복원력을 제공하도록 배치된다. 밸로우즈 웨브(402)는 리테이너(370)의 원추형 벽(379)의 내측 오목면과 접촉하도록 배치된다. 밸로우즈(400)의 웨브(402,404) 사이에 접속부를 한정하는 기부(406)는 리테이너(370)의 원추형 벽 부분(375)쪽으로 축선방향으로 변위 된다. 따라서, 밸로우즈 외측 웨브(402)는 원추형 벽 부분(379)의 오목면에서 지지를 받게 된다. 또한, 부분(379)의 원추형태와 곡선진 전이 벽(375a)과 원통형 벽(375)은 밸로우즈(400)와 그 안착된 핑거 스프링(380)이 밀봉부(310)가 그 동작 또는 작업위치에 있을 때에 주재하는 공간을 그 내에 제공한다.At its working height, shown in FIG. 12, the spring 380 and the elastomeric bellows 400 cause the inner base 406 of the bellows 400 to move outward in the retainer 370, so that the bellows ( The outer web 402 of 400 is in contact with the concave conical surface of the conical wall portion 379 of the retainer 370. The seal assembly component is arranged to provide a restoring force for the spring fingers of the spring 380 to axially compress to urge the main ring 320 towards the mating ring 318 and the sealing contact. The bellows web 402 is arranged to contact the inner concave surface of the conical wall 379 of the retainer 370. The base 406 defining the connection between the webs 402, 404 of the bellows 400 is axially displaced towards the conical wall portion 375 of the retainer 370. Thus, the bellows outer web 402 is supported at the concave surface of the conical wall portion 379. In addition, the conical and curved transition walls 375a of the portion 379 and the cylindrical walls 375 have the bellows 400 and the seated finger springs 380 with the seal 310 in its operation or working position. It provides space for presidency when in
도12에 도시된 선-로드 상태에서, 페룰(384)의 방사형 환형상 부분(389)에 접속되는 스프링 핑거(386)의 레그(394)는 페룰(382)에 접속되는 레그(392)보다 더 큰 축선방향 편향력을 받게된다. 이러한 큰 편향력은, 웨브(402)의 방사 벽면과 스프링 핑거(386)와의 사이에 분리를 제공하는 플랜지(402)에 방사방향 연장 환형상 면(424)과 스프링의 모양과 구조로부터 초래된다.In the pre-loaded state shown in FIG. 12, the leg 394 of the spring finger 386 connected to the radial annular portion 389 of the ferrule 384 is more than the leg 392 connected to the ferrule 382. Are subject to large axial deflection forces. This large deflection force results from the shape and structure of the radially extending annular face 424 and the spring on the flange 402 providing separation between the radial wall of the web 402 and the spring finger 386.
본 발명이 양호한 실시예를 통해서 기술 설명되었지만, 본 발명의 이해는 당 기술분야에서 통상의 지시을 가진 사람에게 용이하게 이해될 수 있는 다른 개조와 변경의 기본을 제공할 목적으로 기재된 것으로 이해되어야 한다. 예를 들면, 양호한 실시예는 리테이너(70)와 관련하여 기술 및 설명되어졌다. 그러나, 리테이너를 가지지 않은 스프링 배열을 활용하는 밀봉 구조를 설계할 수 있으며, 여기서는, 밸로우즈 배열이 페룰(82)과 같은 스프링 페룰에 의해 주 링에 그리고 분리부착(도시 않음)에 의해 축 또는 하우징에 대항하여 마찰끼움으로 제위치에 유지되는 것이다. 리테이너의 제거와 슬리브의 제거가, 본 발명의 잇점으로부터 획득되는 이득을 여전히 제공하면서, 가능한 것이다. 따라서, 상술된 기술과 설명이 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명은 첨부 청구범위에 의해서만 그 범위가 한정되는 것이다.Although the present invention has been described in terms of the preferred embodiments, it should be understood that the understanding of the present invention has been described for the purpose of providing a basis for other modifications and changes that can be readily understood by those of ordinary skill in the art. For example, the preferred embodiment has been described and described with respect to retainer 70. However, it is possible to design a sealing structure that utilizes a spring arrangement without retainers, where the bellows arrangement is applied to the main ring by a spring ferrule such as ferrule 82 and to the shaft or housing by detachment (not shown). It is held in place by friction fit against. Removal of the retainer and removal of the sleeve are possible, while still providing the benefits obtained from the advantages of the present invention. Accordingly, the foregoing description and description do not limit the scope of the invention, which is to be limited only by the appended claims.
Claims (48)
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