NL9100831A

NL9100831A - TANDEM SEAL ASSEMBLY FOR A SHAFT.

Info

Publication number: NL9100831A
Application number: NL9100831A
Authority: NL
Original assignee: Flexibox Ltd
Priority date: 1990-05-15
Filing date: 1991-05-13
Publication date: 1991-12-02
Also published as: GB2244104A; GB9109702D0; GB9010845D0; GB2244104B

Description

UITTREKSELEXTRACT

Een buitenste mechanische afdichting van een tandemafdichtsamenstel voor een as heeft een krachttegenhoudhuls die de roterende afdichtring daarvan omgeeft. Een veerplaat waarop een veerkracht wordt uitgeoefend is geschikt om te steunen tegen de krachttegenhoudhuls wanneer de mechanische afdichting bijna is versleten. Hierdoor ontstaat aanvankelijk een zeer geleidelijke lekkage zodat tijdig de versleten toestand van de buitenste mechanische afdichting kan worden opgemerkt en adequate maatregelen kunnen worden genomen.An outer mechanical seal of an axle tandem sealing assembly has a force retaining sleeve surrounding its rotating sealing ring. A spring plate on which a spring force is applied is suitable for supporting against the force retaining sleeve when the mechanical seal is nearly worn out. This initially creates a very gradual leak so that the worn-out condition of the outer mechanical seal can be noticed in time and adequate measures can be taken.

Tandemafdichtsamenstel voor een as.Tandem shaft seal assembly.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een tandemafdichtsamenstel voor een as.The present invention relates to a tandem axle shaft assembly.

Dergelijke samenstellen omvatten in het algemeen twee mechanische afdichtingen, elk voorzien van een stilstaand afdichtorgaan en een roterend afdichtorgaan met de vlakken van de afdichtorganen in wrijvend contact en met een van de afdichtorganen veerkrachtig, gewoonlijk door een mechanische veer of balg, in contact gedrukt met het andere afdichtorgaan. Deze veerbelasting of balgbelasting dient tevens voor het opnemen of compenseren van slijtages in de tegen elkaar wrijvende vlakken ter voorkoming van lekkage.Such assemblies generally comprise two mechanical seals, each comprising a stationary sealing member and a rotary sealing member with the surfaces of the sealing members in frictional contact and with one of the sealing members resilient, usually by a mechanical spring or bellows, in contact with the other sealing member. This spring load or bellows load also serves to absorb or compensate for wear in the rubbing surfaces to prevent leakage.

Bij een tandemafdichtsamenstel is er een mechanische hoofdafdichting die zorgt voor de volledige afdichting en een secundaire of buitenste mechanische afdichting die inactief is wanneer de mechanische hoofdafdichting werkzaam is en de volledige afdichtwerking overneemt wanneer een aanzienlijk falen van de mechanische hoofdafdichting optreedt.In a tandem seal assembly, there is a mechanical main seal that provides the complete seal and a secondary or outer mechanical seal that is inactive when the main mechanical seal operates and assumes full sealing action when a significant failure of the main mechanical seal occurs.

Echter is de werkzame conditie van de buitenste afdichting een onbekende faktor totdat deze de volledige afdichting dient te bewerkstelligen. Deze kan, om verschillende redenen, versleten of bezweken zijn of slechts gedeeltelijk bruikbaar zijn, dat is dat deze aanzienlijk, hoewel niet volledig lekt, op het moment dat het noodzakelijk is om dienst te doen als volledige afdichting.However, the operative condition of the outer seal is an unknown factor until it needs to effect the complete seal. It can be worn, collapsed, or only partially usable for various reasons, that is to say that it does leak considerably, although not completely, when it is necessary to act as a complete seal.

Een gevolg van dergelijke onvolkomenheden aan de buitenste afdichting is gewoonlijk ten minste beschadiging van de pomp of enige andere machine die is voorzien van een dergelijk tandemafdichtsamenstel.A consequence of such outer seal imperfections is usually at least damage to the pump or any other machine equipped with such a tandem sealing assembly.

Het is daarom een doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in een tandemafdichtsamenstel waarbij de werkzame toestand van de buitenste mechanische afdichting kenbaar wordt gemaakt aan een bediener.It is therefore an object of the present invention to provide a tandem sealing assembly wherein the operating state of the outer mechanical seal is made known to an operator.

Daarom is volgens de onderhavige uitvinding de buitenste mechanische afdichting van een tandemafdichtsamenstel voorzien van een afdicht-krachttegenhoudinrichting die geschikt is om werkzaam te worden wanneer de buitenste afdichting bijna versleten is.Therefore, according to the present invention, the outer mechanical seal of a tandem sealing assembly is provided with a sealing force retaining device suitable for operation when the outer seal is nearly worn out.

Bij voorkeur is de afdichtkrachttegenhoudinrichting een huls die het veerkrachtig belaste afdichtorgaan omgeeft en geschikt is om samen te werken met een veerplaat waarop de afdichtkracht werkzaam is terwijl een voldoende axiale beweging van het afdichtorgaan beschikbaar is voordat falen tengevolge van slijtage optreedt.Preferably, the sealing force retaining device is a sleeve surrounding the resiliently loaded sealing member and adapted to cooperate with a spring plate on which the sealing force acts while sufficient axial movement of the sealing member is available for failure due to wear.

In het hierna volgende zal een uitvoering van de onderhavige uit- vinding worden beschreven onder verwijzing naar de begeleidende tekening die een gedeeltelijke halve langsdoorsnede is van een buitenste afdichting van een tandemafdichtsamenstel.In the following, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawing which is a partial half longitudinal section of an outer seal of a tandem sealing assembly.

De buitenste afdichting is een mechanische afdichting omvattende een roterende afdichtring 10 die met diens voorvlak in contact staat met het voorvlak van een stilstaande afdichtring 11.The outer seal is a mechanical seal comprising a rotating sealing ring 10 which, with its front face, contacts the front face of a stationary sealing ring 11.

De roterende afdichtring 10 wordt belast door een mechanische veer 12 om deze in contact te drukken met de stilstaande afdichtring 11.The rotating sealing ring 10 is loaded by a mechanical spring 12 to press it into contact with the stationary sealing ring 11.

De veer 12 wordt ondersteund binnen een ringvormige veerhouder 13 die aandrijvend is verbonden met een asmof 14, die op zijn beurt gestoken is op een roterende as 15· De veer 12 steunt tegen een ringvormige veer-plaat 16 die op zijn beurt steunt tegen de roterende afdichtring 10.The spring 12 is supported within an annular spring retainer 13 which is connected to a shaft sleeve 14 which is in turn mounted on a rotating shaft 15. The spring 12 bears against an annular spring plate 16 which in turn bears against the rotating sealing ring 10.

De veerhouder 13 is aan het naar de stilstaande afdichtring 11 gekeerde einde inwendig voorzien van een afsteunring 17, met tussen die afsteunring 17 en de ringvormige veerplaat 16 een veertegenhoudhuls 18 die eveneens met de asmof 14 en de as 15 kan draaien.The spring holder 13 is internally provided at the end facing the stationary sealing ring 11 with a support ring 17, with a spring retaining sleeve 18 which can also rotate with the shaft sleeve 14 and the shaft 15 between the support ring 17 and the annular spring plate 16.

0-ring afdichtingen 19 en 20 zijn aangebracht tussen de stilstaande afdichtring 11 en een behuizing 21 en de roterende afdichtring 10 en de asmof 14.O-ring seals 19 and 20 are arranged between the stationary sealing ring 11 and a housing 21 and the rotating sealing ring 10 and the shaft sleeve 14.

Een roterende axiale pompring die wordt aangeduid met 22 omgeeft de veerhouder 13·A rotating axial pumping ring, indicated by 22, surrounds the spring retainer 13

Falen van de buitenste mechanische afdichting treedt op wanneer de veerdruk die wordt ontwikkeld door de veer 12 verloren gaat.Failure of the outer mechanical seal occurs when the spring pressure generated by the spring 12 is lost.

De veertegenhoudinrichting in de vorm van de huls 18 waartegen mogelijk de ringvormige veerplaat 16 steunt verzekert dat er geen plotseling verlies van veerdruk optreedt.The spring retaining device in the form of the sleeve 18 against which the annular spring plate 16 may be resting ensures that there is no sudden loss of spring pressure.

De veertegenhoudhuls 18 wordt werkzaam wanneer het contactvlak tussen de roterende en stilstaande afdichtringen 10 en 11 zich bevindt ter plaatse van A en er is een axiale bewegingsreserve van dit contactvlak tussen de posities A en B voordat het noodzakelijk is om de buitenste mechanische afdichting te verwisselen.The spring retaining sleeve 18 becomes operative when the contact surface between the rotating and stationary sealing rings 10 and 11 is at the location of A and there is an axial reserve of motion of this contact surface between the positions A and B before it is necessary to change the outer mechanical seal.

Het afdichtringcontactvlak bevindt zich bij A wanneer de ringvormige veerplaat 16 steunt tegen de tegenhoudhuls 18. Op deze plaats A begint verlies van veerdruk op te treden en tengevolge hiervan begint de buitenste mechanische afdichting langzaam te lekken.The sealing ring contact surface is located at A when the annular spring plate 16 bears against the retaining sleeve 18. At this point A loss of spring pressure begins to occur and as a result the outer mechanical seal slowly begins to leak.

Aan de mechanische afdichting is een vat met afdichtvloeistof verbonden, die wordt aangegeven met 23, waarbij afdichtvloeistof stroomt naar en van de mechanische afdichting, aangegeven met pijlen respectievelijk C en D, waarbij de axiale pompring 22 stroming verzekert tussen C en D.Attached to the mechanical seal is a vessel of seal fluid, indicated by 23, seal fluid flowing to and from the mechanical seal, indicated by arrows C and D, respectively, with the axial pumping ring 22 ensuring flow between C and D.

Het vat 23 met afdichtvloeistof bevat sensoren 24, 25 voor het waarnemen van een maximum respectievelijk minimum niveau en is voorzien van een niveaumeter 26.The sealing liquid vessel 23 contains sensors 24, 25 for detecting a maximum and minimum level, respectively, and is provided with a level meter 26.

De sensoren 24, 25 zijn verbonden met een microschakelaar 27 van een niveauwaarschuwer (niet weergegeven). Het vat 23 is tevens voorzien van een drukwaarschuwer 28.The sensors 24, 25 are connected to a microswitch 27 of a level warning (not shown). The vessel 23 is also provided with a pressure warning 28.

Het vat 23 heeft een vulstop 29 aan de bovenzijde en een afvoer 30 aan diens onderzijde.The vessel 23 has a filling plug 29 at the top and a drain 30 at its bottom.

Een beluchtings/overloopsamenstel 3I bevindt zich boven op het vat 23.An aeration / overflow assembly 3I is located on top of the vessel 23.

Lekkage uit de buitenste mechanische afdichting zal aanvankelijk zeer geleidelijk zijn en kan gemakkelijk worden vastgesteld ofwel door het niveau van de afdichtvloeistof in het gebruikelijke vat 23 met afdichtvloeistof via de niveaumeter 26 in de gaten te houden, ofwel middels een signaal van de niveauwaarschuwer 27 die behoort bij het vat 23.Leakage from the outer mechanical seal will initially be very gradual and can be easily determined either by monitoring the level of the sealing liquid in the conventional sealing liquid vessel 23 via the level gauge 26 or by a signal from the level alert 27 which belongs at the barrel 23.

Wanneer een dergelijke situatie is opgemerkt of wanneer een signaal is gegeven weet de bediener dat de bruikbare levensduur van de buitenste mechanische afdichting verlopen is en dat deze dient te worden vervangen.When such a situation is noted or when a signal is given, the operator knows that the useful life of the outer mechanical seal has expired and that it should be replaced.

Het voordeel van de onderhavige uitvinding is dat de bediener gewaarschuwd wordt door de trage lekkage in de buitenste mechanische afdichting wanneer deze laatste nog steeds uitzonderlijk veilig en werkzaam is.The advantage of the present invention is that the operator is warned of the slow leakage in the outer mechanical seal when the latter is still exceptionally safe and effective.

Als juist op dit moment de mechanische hoofdafdichting volledig bezwijkt, zal de druk op de buitenste mechanische afdichting toenemen en dit zal zorgen voor een voldoende axiale kracht op de buitenste mechanische afdichting om de spleet te sluiten die is ontstaan tengevolge van de slijtage waardoor de lekkage stopt. In die situatie zal een druktoename op het vat 23 met afdichtvloeistof worden doorgegeven aan de bediener via de drukwaarschuwer 28 hetgeen betekent dat de mechanische hoofdafdichting bezwijkt.If, at this very moment, the main mechanical seal fails completely, the pressure on the outer mechanical seal will increase and this will provide sufficient axial force on the outer mechanical seal to close the gap created by the wear causing the leakage to stop . In that situation, an increase in pressure on the sealant vessel 23 will be passed to the operator through the pressure alert 28, which means that the main mechanical seal will fail.

Tengevolge van de onderhavige uitvinding wordt de bediener op tijd gewaarschuwd wanneer getwijfeld dient te worden aan de operationele betrouwbaarheid van het tandemafdichtsamenstel.Pursuant to the present invention, the operator is warned in time when the operational reliability of the tandem sealing assembly is to be questioned.

Opgemerkt wordt dat als het vat 23 met afdichtvloeistof nog steeds de normale druk heeft en de buitenste mechanische afdichting diens afdichtende werking uitvoert een bediener niet alleen weet dat het tandemafdichtsamenstel naar behoren werkt doch er tevens van verzekerd is dat de buitenste mechanische afdichting nog in een conditie verkeert om de taak van de mechanische hoofdafdichting over te nemen, indien dit wordt vereist.It should be noted that if the sealing liquid vessel 23 is still at normal pressure and the outer mechanical seal performs its sealing action, an operator not only knows that the tandem sealing assembly is operating properly, but is also assured that the outer mechanical seal is still in a condition is unable to perform the task of the main mechanical seal, if required.

Claims

An outer mechanical seal for a tandem axle shaft assembly comprising, in operative relationship, with a resiliently loaded seal of the mechanical seal, a sealing force retaining device suitable for operation when the outer seal is nearly worn out.

Outer mechanical seal according to claim 1, wherein the resiliently loaded sealing member is a rotary sealing ring which is adapted to be rotatably connected to a rotary shaft or sleeve surrounding the latter and rotatably connected thereto and which sealing ring is in contact with its front surface with the front face of a stationary sealing ring mounted in a housing through which the rotating shaft passes.

Outer mechanical seal according to claim 2, wherein the rotating sealing ring is surrounded by a sleeve against which a resiliently loaded spring plate can suitably rest while sufficient axial movement of the rotating sealing ring is available before failure of the mechanical seal due to wear occurs.

4. Outer mechanical seal according to claim 3, wherein the rotating sealing ring is loaded by an axially oriented mechanical spring or bellows placed between an annular holder and the spring plate which rests against the end of the rotating sealing ring facing away from the contact surface with the stationary sealing ring.

Outer mechanical seal according to claim 4, wherein the force retaining sleeve is disposed within the annular container with its end facing away from the spring or the bellows supporting against a support ring arranged in the annular container.

Outer mechanical seal according to claim 4 or 5i comprising an axial pumping ring rotatably mounted with the annular container for pumping a sealing liquid through the mechanical seal.

Outer mechanical seal according to any one of claims 3 to 5, suitable for providing a predetermined axial movement of the contact surface between the sealing rings after the spring plate has come to bear against the force retaining sleeve and before the mechanical seal is required to be replaced should be due to wear of the sealing rings.

Outer mechanical seal as claimed in claims 6 or 7, comprising in the inflow and discharge connection with the axial pumping ring a sealing liquid-containing vessel provided with maximum / minimum level sensors and / or a level meter, whereby an operator can determine the operating condition of the mechanical seal. can keep an eye on.

9. Outer mechanical seal, mainly as described above with reference to the accompanying drawing.

Axle tandem sealing assembly provided with an outer mechanical seal according to any one of the preceding claims 1 to 9 · *** «*» ##