NO122013B

NO122013B -

Info

Publication number: NO122013B
Application number: NO16448166A
Authority: NO
Inventors: B Christiaens; G Coppens
Original assignee: Solvay
Priority date: 1965-08-28
Filing date: 1966-08-29
Publication date: 1971-05-10
Also published as: GB1112706A; SE308511B; NL6610456A; FR1458369A; ES330639A1; BE685885A; DE1593400A1

Description

Tettning8aggregat. Sealing 8 unit.

Den foreliggende oppfinnelse angår et tetningsaggregat for roterende aksler som strekker seg gjennom to eller flere vegger mellom rom som skal tettes mot hverandre. The present invention relates to a sealing assembly for rotating shafts which extends through two or more walls between rooms which are to be sealed against each other.

Slike forhold forekommer på forskjel- Such conditions occur in different

lige områder innenfor teknikken, og et vesentlig område utgjør f. eks. sentrifugal-pumper for meget sterkt forurensede væs- equal areas within the technique, and a significant area constitutes e.g. centrifugal pumps for highly polluted water

ker, hvor pumpehjulet skal avtettes spesi- ker, where the impeller must be sealed specifically

elt fra selve pumpemotoren ved aggrega- power from the pump motor itself at the aggregate

ter som er nedsenkbare i væsken. Man har her funnet det nødvendig å la akselen passere ett eller flere separate rom som ligger mellom motorrommet og pumpe-rommet og anordne tetning i hver vegg som akselen passerer. De mellomliggende rom inneholder fortrinnsvis et eller an- ter that are submersible in the liquid. Here it has been found necessary to allow the shaft to pass through one or more separate rooms located between the engine room and the pump room and to arrange a seal in each wall that the shaft passes through. The intermediate rooms preferably contain one or several

net smørende eller absorberende middel som bedrer driftsforholdene eller gjør tet-ningen mer effektiv. net lubricating or absorbent agent that improves operating conditions or makes the seal more effective.

Ved kjente anordninger av denne type In known devices of this type

har det betegnet en komplikasjon å bygge inn de forskjellige tetninger på deres respektive steder og å erstatte eller reparere dem, noe som er uunngåelig ved pumper av den nevnte type og hittil har betydd et tidsspillende verkstedsarbeide. has meant a complication to build in the various seals in their respective places and to replace or repair them, which is unavoidable in pumps of the aforementioned type and has hitherto meant time-consuming workshop work.

Ved hjelp av anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse blir det mulig med enkle midler å montere og demon- With the aid of the device according to the present invention, it becomes possible with simple means to assemble and dismantle

tere tetningsanordningen. Anordningen er karakterisert ved en kappe som omgir akselen og strekker seg gjennom'samtlige vegger, og som er festet tett, men løsbart og opptar tetningsorganer som er anordnet på avstand fra hverandre, ett ved hver tere the sealing device. The device is characterized by a jacket which surrounds the shaft and extends through all the walls, and which is attached tightly but releasably and receives sealing means which are arranged at a distance from each other, one at each

vegg og samvirker med organer anordnet på akselen, mens rommet mellom disse tetningsorganer står i forbindelse med de resp. mellomliggende rom som inneholder smørende, absorberende eller annet tetningsfremmende middel. Man får således bare ett eneste aggregat, nemlig kapselen med tilhørende deler, som skal festes eller ved behov utbyttes, noe som kan skje på wall and cooperates with organs arranged on the shaft, while the space between these sealing organs is in connection with the resp. intermediate spaces containing lubricating, absorbent or other sealing-promoting agents. You thus get only one unit, namely the capsule with associated parts, which must be attached or, if necessary, replaced, which can be done on

kort tid med enkle midler, mens selve tetningsaggregatet er ferdig fremstilt som en enhet. short time with simple means, while the sealing assembly itself is completely manufactured as a unit.

Det blir således mulig å gjøre istand It will thus be possible to make repairs

og innkjøre disse enheter ifølge oppfinnelsen, samt prøve deres funksjon innen de settes inn på plass, noe som er spesielt fordelaktig ved utbytning av tetninger på arbeidsplassen, da man vet at det nye tetningsaggregat er funksjonsdyktig og umid-delbart tillater normal drift. and running in these units according to the invention, as well as testing their function before they are put in place, which is particularly advantageous when replacing seals at the workplace, as it is known that the new sealing assembly is functional and immediately allows normal operation.

Et ytterligere vesentlig trekk ved oppfinnelsen er at samtlige tetningsorganer som inngår i kapselen kan være innbyrdes like, hvilket ytterligere forenkler fremstil- A further significant feature of the invention is that all the sealing elements included in the capsule can be mutually similar, which further simplifies manufacturing

ling og montering. Ved hjelp av anordnin- ling and assembly. By means of devices

gen ifølge oppfinnelsen er det videre mu- gene according to the invention, it is further mu-

lig, ved tetningsorganer med to mot hverandre liggende tetningsringer, å anbringe ringene i effektiv varmeoverførende forbindelse med større varmebortledende mas- lig, in the case of sealing devices with two sealing rings lying against each other, to place the rings in an effective heat-transferring connection with a larger heat-dissipating mass

ser som er anbragt på akselen, som f. eks. see which is placed on the axle, such as e.g.

et pumpehjul. an impeller.

Ytterligere fordeler vil fremgå av den følgende beskrivelse som referer seg til den spesielle utførelsesform som er vist på tegningen, til hvilken oppfinnelsen imidlertid ikke er begrenset. Further advantages will be apparent from the following description which refers to the particular embodiment shown in the drawing, to which the invention is however not limited.

På tegningen viser fig. 1 et aksialsnitt av en tetningsanordning ifølge oppfinnelsen, og In the drawing, fig. 1 an axial section of a sealing device according to the invention, and

fig. 2 et enderiss sett ovenfra i forhold til fig. 1. fig. 2 an end view seen from above in relation to fig. 1.

En roterbar aksel 1 er ført gjennom to mellomvegger 2 og 3 fra et (på fig. 1) øvre rom 4, som kan antas å inneholde en mo-tor, til et nedre rom 5, hvori der f. eks. ar-beider et pumpehjul 6. Mellom de to vegger 2 og 3 dannes oni akselen 1 et separat rom 7 som kan antas å være fylt med olje eller et annet hensiktsmessig middel. Gjen-nomgangshullet i veggene 2 og 3 for akselen 1 er vesentlig større enn akselen og opptar en kapsel eller tetningshylse 8, som f. eks. ved hjelp av skruer 9 er fast anbragt i veggen 3 og strekker seg med tett passning gjennom veggen 2. O-ringer 10 og 11 sikrer tetning mot mellomveggene 2 og 3. Disse kan imidlertid erstattes med andre tetningsorganer, som mansjettpak-ninger eller lignende. A rotatable shaft 1 is led through two intermediate walls 2 and 3 from an (in Fig. 1) upper room 4, which can be assumed to contain a motor, to a lower room 5, in which there e.g. works an impeller 6. Between the two walls 2 and 3, on the shaft 1, a separate space 7 is formed which can be assumed to be filled with oil or another suitable agent. The through hole in the walls 2 and 3 for the shaft 1 is substantially larger than the shaft and accommodates a capsule or sealing sleeve 8, which e.g. by means of screws 9 is fixed in the wall 3 and extends with a tight fit through the wall 2. O-rings 10 and 11 ensure sealing against the intermediate walls 2 and 3. However, these can be replaced with other sealing means, such as cuff seals or the like.

Kapselen 8 har en indre boring som er større enn akselen 1 og inneholder to like tetningselementer 12, 12', anordnet koak-sialt på avstand fra hverandre. Disse tetningselementer består av en ytterhylse 13 og en i denne aksialt forskyvbar ringskive 14. Den nedre ende av ytterhylsen 13 (på fig. 1) er ombøyet til en innadrettet flens 15. Mellom flensen 15 og skiven 14 er anordnet en trykkfjær 17 som således forsø-ker å føre den nevnte skive og ytterhylsen fra hverandre. For at delene skal holdes sammen i demontert tilstand, rager partier eller fliker 18 på ytterhylsen 13 aksialt utenfor skiven 14 og er forsynt med motstående stoppeorganer i form av innbøyede strimler 19 av veggmaterialer i ytterhylsen 13. The capsule 8 has an inner bore which is larger than the shaft 1 and contains two identical sealing elements 12, 12', arranged coaxially at a distance from each other. These sealing elements consist of an outer sleeve 13 and an axially displaceable ring disc 14 in this. The lower end of the outer sleeve 13 (in Fig. 1) is bent into an inwardly directed flange 15. Between the flange 15 and the disc 14, a pressure spring 17 is arranged which thus -ker to move the said disc and the outer sleeve apart. In order for the parts to be held together in a disassembled state, portions or tabs 18 on the outer sleeve 13 project axially outside the disk 14 and are provided with opposite stoppers in the form of bent strips 19 of wall materials in the outer sleeve 13.

Flensen 15 på ytterhylsen 13 er festet til en tetningsring 20 av hensiktsmessig materiale, f. eks. kull eller hardmetall, som er ment å stå stille i forhold til kapselen og samvirke med en motstående tetningsring 21, som er tettende anbragt på akselen 1 for å rotere med denne. Mate-rialet i denne ring utgjøres av et som er hensiktsmessig for samvirkning med den førstnevnte ring 20, som metall mot kull eller hardmetall mot hårdmetall. The flange 15 on the outer sleeve 13 is attached to a sealing ring 20 of suitable material, e.g. coal or hard metal, which is intended to be stationary in relation to the capsule and cooperate with an opposing sealing ring 21, which is sealingly arranged on the shaft 1 to rotate with it. The material in this ring consists of one that is suitable for interaction with the first-mentioned ring 20, such as metal against coal or hard metal against hard metal.

Til å fastholde ytterhylsen 13 mot drei-ning i forhold til kappen 8 tjener også de to nevnte fliker 18 som bare strekker seg langs en del av omkretsen av hylsen 13. Fastholdelsen kan skje ved hjelp av to pa-rallelle pinner 25 som er løst innsatt gjennom kappen 8 på hver sin side av flikene 18 på hylsen 13. Pinnene 25 er hensiktsmessig plasert midt foran de respektive mellomvegger 2 og 3 så de under alle forhold er sikret plass. For å lette boringen av hullene for pinnene 25 er vedkommende deler av kappen 8 avflatet (fig. 2). The two aforementioned tabs 18, which only extend along part of the circumference of the sleeve 13, also serve to hold the outer sleeve 13 against rotation in relation to the sheath 8. The retention can take place with the help of two parallel pins 25 which are loosely inserted through the jacket 8 on either side of the tabs 18 on the sleeve 13. The pins 25 are appropriately placed in the middle of the respective intermediate walls 2 and 3 so that they are secured in place under all conditions. In order to facilitate the drilling of the holes for the pins 25, the respective parts of the jacket 8 are flattened (fig. 2).

Det bør bemerkes at begge aggrega-tene som bærer de i forhold til kapselen stillestående tetningsringer 20 er nøyaktig like innbyrdes. It should be noted that both aggregates which carry the stationary sealing rings 20 in relation to the capsule are exactly the same.

Tetningsringene 21 som roterer med akselen er likeledes utført nøyaktig likt for begge tetningselementene 12 og 12'. Disse tetningsringer 21 er ved hjelp av O-ringer 16 tett anbragt på med flenser for-synte endepartier av to like avstandshyl-ser 26. Begge avstandshylsene er med sine frie endekanter vendt mot hverandre på-skjøvet en neddreiet del av akselen 1 og fastholdes i stilling mellom den på akselen 1 dannede avsats og det på akselen fast-skrudde pumpehjul 6 eller lignende. I ste-det for neddreining av akselen kan et annet stopporgan anvendes, som f. eks. en fjærring. For å bevirke tetning langs innsiden av avstandshylsene 26 er der i inn-vendige spor i hver hylse hensiktsmessig innlagt én eller eventuelt flere O-ringer 31. Videre er der hensiktsmessig innlagt en tetningsskive 27 mellom den nedre av-standshylse 26' og pumpehjulet 6 for ytterligere å minske faren for lekkasje. The sealing rings 21 which rotate with the shaft are likewise made exactly the same for both sealing elements 12 and 12'. These sealing rings 21 are, by means of O-rings 16, tightly placed on the flanged end parts of two equal spacer sleeves 26. Both spacer sleeves, with their free end edges facing each other, are pushed onto a turned-down part of the shaft 1 and are held in position between the ledge formed on the shaft 1 and the pump wheel 6 or similar screwed onto the shaft. Instead of turning down the axle, another stop device can be used, such as e.g. a spring ring. In order to effect a seal along the inside of the spacer sleeves 26, one or possibly more O-rings 31 are conveniently inserted into the inner grooves of each sleeve. Furthermore, a sealing disc 27 is conveniently inserted between the lower spacer sleeve 26' and the impeller 6 for further reducing the risk of leakage.

Til å holde begge avstandshylsene 26, 26' sammen tjener en ekstra hylse 22 som omgir begge avstandshylsene 26, 26' og. er løsbart festet til disse ved hjelp av fjærende låsringer 23 innlagt i motstående spor som er uttatt i ytterflaten av avstandshylsene 26 og innerflaten av den ekstra hylse 22, og har slikt tverrsnitt i forhold til låsringene 23 at disse kan for-skyves radialt, så man med passende kraft kan trekke den ekstra hylse 22 av fra avstandshylsene 26. For å skaffe effektiv tetning er der hensiktsmessig anordnet O-ringer 24 mellom de roterende tetningsringer 21 og endekantene av den ekstra hylse 22. Herved er de eventuelle lekkasje-veier alltid avtettet på to steder, f. eks. ved O-ringene 16 og 24, resp. 31 og 24. An additional sleeve 22 which surrounds both spacer sleeves 26, 26' and. is releasably attached to these by means of springy locking rings 23 inserted in opposite grooves which are taken out in the outer surface of the spacer sleeves 26 and the inner surface of the additional sleeve 22, and has such a cross-section in relation to the locking rings 23 that these can be moved radially, so that with suitable force can pull the additional sleeve 22 off from the spacer sleeves 26. In order to provide an effective seal, O-rings 24 are conveniently arranged between the rotating sealing rings 21 and the end edges of the additional sleeve 22. In this way, any leakage paths are always sealed off two places, e.g. at the O-rings 16 and 24, resp. 31 and 24.

Fortrinnsvis har de spor som opptar låsringene 23 på innerflaten av den ekstra hylse 22 en forlenget utstrekning i aksial retning for å tillate fjæren 17 i et tetningsaggregat som er ferdig sammensatt, men ennu ikke montert i vedkommende maskin, fritt å avspennes uten at de sammensatte hylsedeler 26 blir presset ut av inngrep med hverandre. Preferably, the grooves which receive the locking rings 23 on the inner surface of the additional sleeve 22 have an extended extension in the axial direction to allow the spring 17 in a sealing assembly that is fully assembled, but not yet mounted in the machine in question, to be free to release without the assembled sleeve parts 26 are pushed out by interference with each other.

For å skaffe en effektiv tetning mei-lom de i forhold til kappen 8 aksialt bevegelige ytterhylser 13 er der mellom yttersiden av ytterhylsen 13 og boringen for kappen 8 anordnet O-ringer 28, 29 eller andre hensiktsmessige tetningsmidler. In order to provide an effective seal between the outer sleeves 13 which move axially in relation to the jacket 8, O-rings 28, 29 or other suitable sealing means are arranged between the outer side of the outer sleeve 13 and the bore for the jacket 8.

Det skal bemerkes at den ønskede ba-lansering av trykkene kan varieres innenfor vide grenser, og hylsen 13 kan enten utføres med større eller med mindre diameter enn tetningsringene 20, 21. I det viste utførelseseksempel har ytterhylsen 13 mindre diameter enn ringene 20, 21, noe som innebærer at et væsketrykk påvirker de samvirkende tetningsringer 20, 21 for å presse disse mot hverandre, men det har allikevel vist seg tilfredsstillende for tetning mellom kapsel og hylse å bruke en tilstrekkelig stor O-ring 28, 29. It should be noted that the desired balancing of the pressures can be varied within wide limits, and the sleeve 13 can either be made with a larger or smaller diameter than the sealing rings 20, 21. In the embodiment shown, the outer sleeve 13 has a smaller diameter than the rings 20, 21, which means that a liquid pressure affects the interacting sealing rings 20, 21 to press them against each other, but it has nevertheless proved satisfactory for sealing between capsule and sleeve to use a sufficiently large O-ring 28, 29.

I denne sammenheng bør det bemerkes at der ved bruk av oppfinnelsen dels bare forekommer meget små partier av tetningsorganerie som blir utsatt for det forurensede medium som der skal tettes mot, dels alltid foreligger en tendens hos det forurensede medium til ved sentrifu-galvirkning å bevege seg bort fra tetnings-flatene mellom ringene 20, 21, og dels alltid passerer flater som er upåvirket av det forurensede medium, forbi tetningsorga-net 28 for ytterhylsen 13 ved den på sli-tasje av tetningsringene 20, 21 beroende, suksessive forskyvning av hylsen 13. In this context, it should be noted that when using the invention, there are partly only very small parts of the sealing organ that are exposed to the contaminated medium to be sealed against, and partly there is always a tendency for the contaminated medium to move due to centrifugal action away from the sealing surfaces between the rings 20, 21, and surfaces that are unaffected by the contaminated medium always pass past the sealing member 28 for the outer sleeve 13 by the successive displacement of the sleeve 13 depending on the wear of the sealing rings 20, 21 .

Som det tydelig fremgår av det viste utførelseseksempel, består tetningsaggregatet ifølge oppfinnelsen av et antall like elementer som kan settes sammen hver for seg og deretter føres sammen til et ferdig fremstillet kontrollert tetningsaggregat som til og med på arbeidsplassen kan mon-teres og utbyttes i vedkommende maskin. Videre er tetningsaggregatet ikke begrenset til bare å inneholde to enheter som ligger etter hverandre. As is clearly evident from the design example shown, the sealing assembly according to the invention consists of a number of similar elements that can be assembled separately and then brought together to form a ready-made, controlled sealing assembly that can even be installed and replaced in the relevant machine at the workplace . Furthermore, the sealing assembly is not limited to only containing two units located one behind the other.

Videre er å bemerke at rommet i kappen 8 mellom de to tetningsorganer 12, 12' gjennom kanaler 30 står i forbindelse med det omgivende, forøvrig lukkede mellomste rom 7, som på fig. 1 antas å inneholde et smøremiddel som således tilføres det nedre tetningsorgan 12' fra innsiden av det øvre tetningsorgan 12 fra yttersiden, så der fås en upåklagelig smøring av begge tetnin-gene. Furthermore, it should be noted that the space in the jacket 8 between the two sealing members 12, 12' is connected through channels 30 to the surrounding, otherwise closed middle space 7, as shown in fig. 1 is assumed to contain a lubricant which is thus supplied to the lower sealing member 12' from the inside of the upper sealing member 12 from the outside, so that an impeccable lubrication of both seals is obtained.

Sluttelig er å bemerke at pinnene 25 kan byttes ut mot lignende festeorganer, f. eks. fjærskiver som kommer i inngrep med innerveggen av kappen 8 og har en uregelmessig form som motsvarer overde-len av hylsen 13. Finally, it should be noted that the pins 25 can be replaced by similar fastening means, e.g. spring discs that engage with the inner wall of the jacket 8 and have an irregular shape that corresponds to the upper part of the sleeve 13.

Claims

1. Sealing assembly for a rotating shaft that extends through two or more walls between rooms to be sealed against each other, characterized by a jacket (8) that is tightly inserted and surrounds the shaft (1) and extends through all walls (2, 3 ) and accommodates sealing elements (12, 12') which are spaced apart, one for each wall (2, 3), and cooperates with the shaft (1), whereby the space between the sealing elements (12) is connected to the respective intermediate spaces (7) which appropriately contains a lubricating, absorbent or other seal-promoting agent.

2. Sealing assembly as specified in claim 1, characterized in that the sealing members (12, 12') are mutually similar.

3. Sealing assembly as stated in claim 1 or 2, characterized in that each sealing member (12) consists of an axially springy ring-shaped member (13, 14) which is tightly and non-rotatably inserted in the jacket (8), and which carries a stationary sealing ring (20) for interaction with a sealing ring (21) which rotates with the shaft.

4. Sealing assembly as stated in claim 3, characterized in that the springy annular members (13, 14) have a slightly smaller outer diameter than the sealing rings (20, 21), so that the occurring liquid pressure exerts a certain small force on the sealing rings.

5. Sealing assembly as specified in claim 3 or 4, characterized in that the springy member consists of two mutually axially movable annular parts (13, 14) which contain a spring (17) which seeks to guide the parts (13, 14) from each other, and that the outer part (13) at one end carries it in relation to the jacket, (8) stationary sealing ring (20) and at its other end extends outside the inner part (14) with preferably opposite parts or tabs (18) which partly serves to keep the springy member (13, 14) non-rotatable in the jacket (8), partly by means of inwardly directed stop means, such as e.g. bends (19) or the like, to prevent both of the ring-shaped parts (13, 14) from being pushed completely apart by the spring (17).

Sealing assembly as stated in one of the preceding claims, characterized in that the sealing members (12) are not rotatably held in the casing (8) by insertable members (25), which at the same time form a bearing for the sealing member (12) in the direction of the shaft.

7. Sealing unit as specified in condition 6, characterized in that the organs which can be inserted into the sheath (8) are constituted by pins (25) which are loosely insertable, preferably parallel to a diameter, and which partly engage with the outer cylindrical part (13) projecting tabs (18) or the like to keep the outer part (13) not rotatable, but axially movable in the casing (8), and partly forming a bearing for the inner annular part (14) in the direction of the shaft.

8. Sealing assembly as specified in claim 6, characterized in that the insertable member at least on one side of the jacket (8) consists of a ring springing against the tabs (18) of the outer sleeve (13) which is received non-rotatably in the mantle (8).

9. Sealing unit as stated in one of claims 3-7, characterized in that the sealing rings (21) which rotate with the axle (i) is arranged at each end of the axle (1) with tightly insertable, equally spaced sleeves (26, 26').

10. Sealing assembly as stated in claim 9, characterized by means (22) for connecting the spacer sleeves (26, 26') to each other, while allowing for a mutual axial displacement corresponding to the length of the spring (17) in the unloaded state.

11.. Sealing assembly as stated in one of the preceding claims, where the intermediate space or spaces are filled with lubricant, characterized in that sealing surfaces (20, 21') sliding against each other are both made of cemented carbide.