PL172102B1

PL172102B1 - Mechanical seal of a rotor machine, especially pumps for liquids contaminated with solid particles

Info

Publication number: PL172102B1
Application number: PL30125793A
Authority: PL
Inventors: Jan Wawak; Krzysztof Rosner
Original assignee: Gacek Antoni
Priority date: 1993-11-29
Filing date: 1993-11-29
Publication date: 1997-08-29
Also published as: PL301257A1

Abstract

1 Uszczelnienie mechaniczne maszyny wirnikowej, zwłasz- <57) cza pompy dla cieczy zanieczyszczonej cząsteczkami stałymi, znamienne tym, ze składa się z jednego zespołu uszczelnienia czołowego ślizgowego (8) oraz z poprzedzającego ten zespól (8) promieniowego uszczelnienia w postaci pierścienia uszczelniającego (3) sprzężonego ruchowo z powierzchnią zewnętrzną wałka (1) lub tulei ochronnej (2) wałka (1), a ułożonego w kołnierzu pierścieniowej obejmy (4) osadzonej w otworze korpusu (9) maszyny wirnikowej poprzez pierścień rozprężny (6) ze stożkowato ukształtowanego przekrojem poprzecznym, ułożonym z jednej strony na odpowiadającym temu stożkowi ścięciu kątowym obrzeza pierścieniowej obejmy (4), a z drugiej strony na ścięciu kątowym obrzeza pierścienia ściągającego (5), który przezwkręty (7) połączonyjest zkorpusem pierścieniowej obejmy (4) i łączy ją poprzez pieiścień rozprężny (6) z korpusem (9) maszyny wirnikowej, przy czym do strefy uszczelnienia czołowego (8) przez otwór (O) doprowadzona jest ciecz o ciśnieniu (p) większym od ciśnienia (p1) cieczy w strefie wirnika (10), a otwory środkowe pierścieniowej obejmy (4) i pierścienia ściągającego (5) mają pasowanie obrotowe w stosunku do tulei ochronnej (2) lub wałka (1), zaś pierścień uszczelniający (3) ma część uszczelniającą ułożoną na tulei ochronnej (2) lub wałku (1) i wygiętą w kierunku do wirnika (10) uszczelnianej maszyny1. Mechanical seal of a rotating machine, in particular <57) a pump for a liquid contaminated with solid particles, characterized in that it consists of one assembly of a sliding face seal (8) and a radial seal preceding this assembly (8) in the form of a sealing ring (3) movably coupled to the outer surface of the shaft (1) or a protective sleeve (2) of the shaft (1), and arranged in the flange of an annular clamp (4) mounted in the opening of the body (9) of the rotating machine through an expanding ring (6) with a conical cross-section, arranged on one side on the angular chamfer of the rim of the annular clamp (4) corresponding to this cone, and on the other side on the angular chamfer of the rim of the tightening ring (5), which is connected by screws (7) to the body of the annular clamp (4) and connects it through an expanding ring (6) to the body (9) of a rotating machine, wherein a liquid is supplied to the front seal zone (8) through an opening (O) at a pressure (p) greater than the pressure (p1) of the liquid in the rotor zone (10), and the central holes of the annular clamp (4) and the tightening ring (5) have a rotational fit in relation to the protective sleeve (2) or the shaft (1), and the sealing ring (3) has a sealing part placed on the protective sleeve (2) or the shaft (1) and bent towards the rotor (10) of the sealed machine

Description

Przedmiotem wynalazku jest uszczelnienie mechaniczne maszyny wirnikowej, zwłaszcza pompy dla cieczy zanieczyszczonej cząsteczkami stałymi.The subject of the invention is a mechanical seal of a rotating machine, in particular a pump for a liquid contaminated with solid particles.

Znane uszczelnienia pomp dla cieczy zanieczyszczonych cząsteczkami stałymi takimi jak piasek, tlenki żelaza itp. posiadają albo uszczelniające promieniowo dławnicowe krążki między wałkiem lub tuleją ochronną wałka, a korpusem pompy, względnie tak zwane podwójne uszczelnienia czołowe z pierścieniami ślizgowymi. Wadą wymienionych uszczelniających promieniowo dławnicowych krążków jest ich krótka żywotność, znaczne niszczenie tulei ochronnej, lub wałka, jak również trudny montaż, a zwłaszcza wymiana remontowa elementów uszczelniających, zaś zastosowanie podwójnych uszczelnień czołowych wiąże się z utrudnioną w wykonawstwie i znacznie zwiększoną pracochłonnościowo konstrukcją całego uszczelnienia.Known pump seals for liquids contaminated with solid particles such as sand, iron oxides etc. have either radially sealing gland disks between the shaft or the shaft protecting sleeve and the pump casing, or so-called double mechanical face seals. The disadvantage of the mentioned radial gland discs is their short service life, significant damage to the protective sleeve or shaft, as well as difficult assembly, especially repair replacement of the sealing elements, and the use of double face seals is associated with the difficult to manufacture and significantly increased labor-consumption construction of the entire seal.

Uniknięcie podanych wad osiągnięto przez wynalazek, w którym uszczelnienie składa się z jednego zespołu uszczelnienia czołowego ślizgowego oraz z poprzedzającego ten zespół promieniowego uszczelnienia w postaci korzystnie elastomerowego pierścienia uszczelniającego sprzężonego ruchowo z powierzchnią zewnętrzną wałka lub tulei ochronnej wałka maszyny wirnikowej. Pierścień uszczelniający promieniowo ułożony jest w kołnierzu pierścieniowej obejmy osadzonej w otworze korpusu maszyny wirnikowej poprzez pierścień rozprężny ze stożkowatym przekrojem poprzecznym, ułożonym z jednej strony na odpowiadającym temu stożkowi ścięciu kątowym obrzeża pierścieniowej obejmy, a z drugiej strony na ścięciu kątowym obrzeża pierścienia ściągającego, który przez wkręty połączony jest z korpusem pierścieniowej obejmy i łączy ją poprzez pierścień rozprężny z korpusem maszyny wirnikowej. Przy tym, do strefy uszczelnienia czołowego doprowadzona jest ciecz o ciśnieniu większym od ciśnienia w strefie wirnika, a otwory środkowe pierścieniowej obejmy i pierścienia ściągającego mają pasowanie obrotowe w stosunku do tulei ochronnej lub wałka, zaś pierścień uszczelniającyThe above-mentioned drawbacks are avoided by the invention, in which the seal consists of a single sliding face seal unit and a preceding radial seal unit in the form of preferably an elastomeric sealing ring movably coupled to the outer surface of the shaft or the shaft protecting sleeve of the rotor machine. The sealing ring is radially arranged in the collar of the annular clamp seated in the opening of the rotor machine body through an expansion ring with a conical cross-section, placed on the one hand on the angular cut of the rim of the annular clip, on the other hand, and on the angular cut of the rim of the clamping ring, which by screws it is connected to the body of the ring clamp and connects it via the snap ring to the body of the rotating machine. In this case, a liquid is supplied to the face seal area at a pressure greater than the pressure in the rotor area, and the center holes of the annular clamp and the retaining ring have a rotary fit with respect to the protective sleeve or shaft, and the sealing ring

172 102 promieniowo ma elastyczną część uszczelniającą ułożoną z dociskiem na tulei ochronnej lub wałku i wygiętą w kierunku do wirnika uszczelnianej maszyny.The 172 102 radially has a flexible sealing portion positioned with a clamp on a protective sleeve or shaft and bent towards the rotor of the machine to be sealed.

Uszczelnienie według wynalazku charakteryzuje się przy uproszczonej znacznie budowie pożądaną dużą trwałością zespołów uszczelniających, zwłaszcza przez skuteczną ochronę przed niszczącym działaniem drobnych cząsteczek stałych, stanowiących zanieczyszczenia przemieszczanej cieczy. Ponadto zapewnione zostały warunki łatwego montażu i wymiany remontowej elementów uszczelniających, jak również wyeliminowano możliwość zużywania się powierzchni zewnętrznej tulei ochronnej lub wałka wirnika uszczelnianej maszyny.The seal according to the invention is characterized by a considerably simplified structure, and characterized by the desired high durability of the sealing units, in particular by effective protection against the damaging effects of fine solid particles, which are contaminants of the fluid handled. Moreover, the conditions for easy assembly and overhaul replacement of sealing elements were ensured, as well as the possibility of wear of the outer surface of the protective sleeve or the rotor shaft of the sealed machine was eliminated.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku w półprzekroju osiowym - przedstawiającym uszczelnienie pompy wirnikowej wyposażonej w tuleję ochronną wałka.The subject of the invention is presented in an exemplary embodiment in the drawing in an axial section - showing the seal of an impeller pump equipped with a shaft protective sleeve.

Jak uwidoczniono na rysunku, uszczelnienie pompy składa się z jednego zespołu uszczelniającego czołowego ślizgowego 8 oraz z poprzedzającego ten zespół 8 promieniowego uszczelnienia w postaci elastomerowego pierścienia uszczelniającego 3 sprzężonego ruchowo z powierzchnią zewnętrzną tulei ochronnej 2 wałka 1, a ułożonego w kołnierzu pierścieniowej obejmy 4 osadzonej w otworze korpusu 9 pompy poprzez pierścień rozprężny 6 ze stożkowato ukształtowanym przekrojem poprzecznym, ułożonym z jednej strony na odpowiadającym temu stożkowi ścięciu kątowym obrzeża pierścieniowej obejmy 4 a z drugiej strony na ścięciu kątowym obrzeża pierścienia ściągającego 5. Pierścień ściągający 5 przez wkręty 7 połączony jest z korpusem pierścieniowej obejmy 4 i łączy ją poprzez pierścień rozprężny 6 z korpusem 9 pompy. Przy tym, otwory środkowe pierścieniowej obejmy 4 i pierścienia ściągającego 5 mają pasowanie obrotowe w stosunku do tulei ochronnej 2, zaś elastomerowy pierścień uszczelniający 3 ma elastyczną część uszczelniającą ułożoną z dociskiem na tulei 2 i wygiętą w kierunku do wirnika 10 pompy. Do strefy uszczelnienia czołowego ślizgowego 8 przez otwór O doprowadzona jest ciecz o ciśnieniu p większym od ciśnienia pl w strefie wirnikowej 10, dla wspomagania całego konstrukcyjnego układu niedopuszczania cząsteczek stałych do współpracujących powierzchni ślizgowych uszczelnienia czołowego 8.As shown in the drawing, the pump seal consists of one face sealing unit 8 and a radial seal 8 preceding it in the form of an elastomeric sealing ring 3 that is movably coupled to the outer surface of the protective sleeve 2 of the shaft 1, and an annular clamp 4 is seated in the flange of the ring clamp 4. bore of the pump body 9 through an expansion ring 6 with a conically shaped cross-section arranged on one side on the angular cut of the rim of the annular clamp 4 on the one side and on the angular cut of the rim of the clamping ring on the other side 5. The draw-ring 5 is connected to the ring body by screws 7 clamps 4 and connects it via the snap ring 6 to the pump housing 9. In this case, the center holes of the annular clamp 4 and the retaining ring 5 have a swivel fit with respect to the protective sleeve 2, and the elastomeric sealing ring 3 has a flexible sealing part arranged with a clamp on the sleeve 2 and bent towards the pump impeller 10. A liquid with a pressure p greater than the pressure p1 in the rotor zone 10 is supplied to the area of the sliding face seal 8 through the opening O, in order to support the entire structural system of preventing solid particles from the mating sliding surfaces of the face seal 8.

Uszczelnienie mechaniczne według wynalazku może mieć poza pompami zastosowanie w różnych innych maszynach wirnikowych, takich jak na przykład mieszalnikach, krystalizatorach itp„ przy czym uszczelnienie to może dotyczyć wykonania maszyny wirnikowej z tuleją ochronną wałka, lub maszyny wirnikowej tylko z wałkiem bez tulei ochronnej.The mechanical seal according to the invention can be used, apart from pumps, in various other rotating machines, such as, for example, mixers, crystallizers, etc. "and this seal may apply to the implementation of a rotating machine with a protective shaft sleeve, or a rotating machine with only a shaft without a protective sleeve.

172 102172 102

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies

Cena 2,00 złPrice PLN 2.00

Claims

Patent claims

1.Mechanical seal of a rotor machine, in particular a pump for liquids contaminated with solid particles, characterized by the fact that it consists of one set of a sliding face seal (8) and a preceding set (8) of a radial seal in the form of a sealing ring (3) movably coupled to external surface of the shaft (1) or the protective sleeve (2) of the shaft (1), and the ring clamp (4) placed in the flange, seated in the bore of the rotor machine body (9) through the expansion ring (6) with a conically shaped cross-section arranged on one on the side on the angular cut of the rim of the ring clip (4) on the angular cut, and on the other hand on the angular cut of the edge of the clamping ring (5), which is connected to the body of the ring clip (4) by screws (7) and connects it through the snap ring (6) ) with the rotor machine body (9), where the face seal area (8) is led through the opening (O) by a is a liquid with a pressure (p) greater than the pressure (pl) of the liquid in the area of the rotor (10), and the center holes of the ring clamp (4) and the retractor ring (5) have a rotational fit in relation to the protective sleeve (2) or shaft ( 1), and the sealing ring (3) has a sealing part placed on the protective sleeve (2) or shaft (1) and bent towards the rotor (10) of the machine to be sealed.

2. Mechanical seal of a rotating machine, according to claim 1, characterized in that the sealing part of the preferably elastomeric sealing ring (3) is flexible and placed with pressure on the sealed surface of the protective sleeve (2) or shaft (1).