PL236071B1

PL236071B1 - Gland with balanced distribution of contact pressures

Info

Publication number: PL236071B1
Application number: PL422800A
Authority: PL
Inventors: Włodzimierz Ochoński; Wojciech Horak; Estera Przenzak
Original assignee: Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie
Priority date: 2017-09-09
Filing date: 2017-09-09
Publication date: 2020-11-30
Also published as: PL422800A1

Abstract

Dławnica o wyrównanym rozkładzie nacisków stykowych charakteryzuje się tym, że na dnie komory w obudowie (2) i pod dławikiem (11) umieszczone są pierścienie oporowe (9, 10) o przekroju poprzecznym w kształcie litery L", a pomiędzy nimi pary tulejek nośnych (3, 4) również o przekroju w kształcie litery "L", ustawione względem siebie szerszymi powierzchniami czołowymi, po stronie których wykonane są wnęki z umieszczonymi w nich magnesami trwałymi (5, 6), przy czym pary magnesów (5, 6) w sąsiednich tulejkach nośnych (3, 4) ustawione są względem siebie biegunami jednoimiennymi. Pomiędzy powierzchniami czołowymi sąsiednich magnesów trwałych (5, 6) występują płaskie szczeliny powietrzne ("a"), a ponadto węższe powierzchnie czołowe tulejek nośnych (3, 4) i pierścieni oporowych (9, 10) są skośne, przy czym pomiędzy sąsiednimi tulejkami nośnymi (3, 4) oraz pomiędzy skrajnymi tulejkami nośnymi (3, 4) i pierścieniami oporowymi (9, 10), po stronie wału (1) i gniazda obudowy (2) w utworzonych pierścieniowych komorach o przekroju poprzecznym trapezowym umieszczone są miękkie pierścienie uszczelniające (7, 8)."A stuffing box with an even distribution of contact pressures is characterized by the fact that at the bottom of the chamber in the housing (2) and under the gland (11) there are stop rings (9, 10) with an L-shaped cross-section, and between them there are pairs of support sleeves ( 3, 4) also with an "L"-shaped cross-section, set relative to each other with wider front surfaces, on the side of which there are cavities with permanent magnets (5, 6) placed in them, with pairs of magnets (5, 6) in the adjacent supporting sleeves (3, 4) are set with the same poles relative to each other. There are flat air gaps ("a") between the front surfaces of adjacent permanent magnets (5, 6), and narrower front surfaces of supporting sleeves (3, 4) and resistance rings (9, 10) are inclined, between the adjacent support sleeves (3, 4) and between the extreme support sleeves (3, 4) and the stop rings (9, 10), on the side of the shaft (1) and the housing seat (2) Soft sealing rings (7, 8) are placed in the formed annular chambers with a trapezoidal cross-section.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest dławnica o wyrównanym rozkładzie nacisków stykowych, znajdująca zastosowanie do uszczelniania elementów maszyn i urządzeń o ruchu obrotowym, pracujących w środowisku cieczy lub gazu.The subject of the invention is a gland with an even distribution of contact pressures, used for sealing elements of machines and devices with rotary motion, operating in a liquid or gas environment.

Z polskiego opisu patentowego nr 144448 znana jest dławnica wielosegmentowa podzielona na szereg stopni, przy czym każdy ze stopni stanowią połączone ze sobą gwintowo dwa dławiki i dwa pierścienie uszczelniające, z których każdy jest zaciśnięty pomiędzy powierzchnią czołową jednego dławika i powierzchnią wewnętrzną kołnierza drugiego dławika.A multi-segment gland is known from Polish patent description No. 144,448, divided into a series of stages, each stage being threadedly connected to two glands and two sealing rings, each of which is clamped between the face of one gland and the internal surface of the flange of the other gland.

Znana jest także z opisu patentowego PL 163176 B1 dławnica o wyrównanym rozkładzie nacisków stykowych, złożona z szeregu pierścieni uszczelniających miękkich, umieszczonych w komorze dławnicowej i dociśniętych dławikiem, przy czym pomiędzy każdymi dwoma sąsiednimi pierścieniami uszczelniającymi jest usytuowana para pierścieniowych magnesów trwałych, spolaryzowanych osiowo i usytuowanych względem siebie biegunami jednoimiennymi.Also known from the patent specification PL 163176 B1 is a gland with an even distribution of contact pressures, consisting of a series of soft sealing rings placed in the stuffing box and pressed with a gland, with a pair of axially polarized ring permanent magnets situated between each two adjacent sealing rings. to each other with identical poles.

Z opisu patentowego PL 210754 B1 znana jest także dławnica z wyrównanym rozkładem nacisków stykowych, w której magnesy trwałe spolaryzowane osiowo osadzone są w pierścieniach nośnych i rozmieszczone równomiernie na ich obwodzie. Pary magnesów osadzonych w sąsiednich pierścieniach nośnych usytuowane są względem siebie biegunami różnoimiennymi, zaś w przestrzeniach utworzonych pomiędzy pierścieniami nośnymi, magnesami, a wałem oraz pomiędzy pierścieniami nośnymi, magnesami, a obudową znajdują się elastyczne pierścienie uszczelniające.The patent specification PL 210754 B1 also describes a gland with an even distribution of contact pressures, in which axially polarized permanent magnets are embedded in the support rings and evenly distributed along their circumference. Pairs of magnets embedded in adjacent support rings are positioned with opposing poles to each other, and flexible sealing rings are located in the spaces formed between the support rings, magnets and the shaft, and between the support rings, magnets and the housing.

Znana jest też z opisu patentowego PL 216904 B1 wielostopniowa dławnica z wyrównanym rozkładem nacisków stykowych, która ma osadzone w komorze dławnicowej tulejki nośne, w wytoczeniach których od strony wału umieszczone są elastomerowe pierścienie uszczelniające, korzystnie o przekroju poprzecznym w kształcie dużej litery „zeta” skierowane w stronę wału, przy czym tulejki od góry zamknięte są pierścieniami dociskowymi.There is also known from the patent description PL 216904 B1 a multi-stage gland with an even distribution of contact pressures, which has support sleeves embedded in the stuffing box, in which, on the shaft side, there are elastomeric sealing rings, preferably with a cross-section in the shape of a large "zeta" towards the shaft, with the sleeves closed at the top with pressure rings.

Z opisu patentowego PL 218969 B1 znane jest również rozwiązanie dławnicy z wyrównanym rozkładem nacisków stykowych, które charakteryzuje się tym, że w komorze znajduje się tuleja kołnierzowa usytuowana pomiędzy pakietem pierścieni uszczelniających, a ścianą obudowy, przy czym kołnierz tulei skierowany jest w stronę powierzchni wału, a po jego obu stronach znajdują się pierścienie uszczelniające pakietu, dociskane pierścieniami oporowymi, przy czym jeden pierścień, nieruchomy znajduje się na dnie komory, a drugi przesuwny umieszczony jest pod dławikiem.The patent specification PL 218969 B1 also describes a gland design with an even distribution of contact pressures, which is characterized in that the chamber has a flanged sleeve between the packet of sealing rings and the housing wall, with the sleeve flange facing the shaft surface, and on its both sides there are packet sealing rings, tightened with thrust rings, with one stationary ring on the bottom of the chamber, and the other sliding one placed under the gland.

Jeszcze inne rozwiązanie dławnicy z wyrównanym rozkładem nacisków stykowych przedstawiono w opisie patentowym PL 219006 B1. W dławnicy tej, złożonej z szeregu miękkich pierścieni uszczelniających usytuowanych w komorze dławnicowej i dociśniętych dławikiem, każde dwa sąsiednie pierścienie uszczelniające przedzielone są parą metalowych pierścieni oporowych, pomiędzy którymi umieszczony jest pierścień wykonany ze stopu metalu z efektem pamięci kształtu.Yet another solution of a gland with an even distribution of contact pressures is presented in the patent description PL 219006 B1. In this stuffing box, consisting of a series of soft sealing rings positioned in the stuffing box and clamped with a gland, each two adjacent sealing rings are separated by a pair of metal abutment rings, between which a ring made of a metal alloy with a shape memory effect is placed.

Istota dławnicy o wyrównanym rozkładzie nacisków stykowych według wynalazku, zawierającej tulejki nośne, magnesy trwałe spolaryzowane osiowo i miękkie pierścienie uszczelniające polega na tym, że na dnie komory w obudowie i pod dławikiem umieszczone są pierścienie oporowe o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L”, a pomiędzy nimi pary tulejek nośnych również o przekroju litery „L”, ustawione względem siebie szerszymi powierzchniami czołowymi, po stronie których wykonane są wnęki z umieszczonymi w nich magnesami trwałymi, przy czym pary magnesów w sąsiednich tulejkach nośnych ustawione są względem siebie biegunami jednoimiennymi, zaś pomiędzy powierzchniami czołowymi sąsiednich magnesów występują płaskie szczeliny powietrzne „a”. Ponadto węższe powierzchnie czołowe tulejek nośnych i pierścieni oporowych są skośne, co powoduje, że w stanie zmontowanym powstają pomiędzy sąsiednimi tulejkami nośnymi oraz pomiędzy skrajnymi tulejkami nośnymi i pierścieniami oporowymi, po stronie wału i obudowy, pierścieniowe komory o przekroju poprzecznym trapezowym, w których umieszczone są miękkie pierścienie uszczelniające.The essence of a stuffing box with an even distribution of contact pressures according to the invention, including support sleeves, permanent magnets polarized axially and soft sealing rings, consists in the fact that at the bottom of the chamber in the casing and under the gland, there are stop rings with an L-shaped cross-section, and between them, pairs of supporting sleeves, also with an "L" cross-section, set to each other with wider faces, on the side of which there are recesses with permanent magnets placed in them, while pairs of magnets in adjacent supporting sleeves are positioned with the same poles to each other, and between there are flat air gaps "a" on the faces of adjacent magnets. In addition, the narrower end faces of the support sleeves and thrust rings are oblique, which causes that, when assembled, between adjacent support sleeves and between the extreme support sleeves and thrust rings, on the shaft and housing side, annular chambers with a trapezoidal cross-section in which are located are formed soft sealing rings.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku w przekroju wzdłużnym.The subject of the invention is shown in the drawing in longitudinal section in the drawing.

Dławnica składa się z tulejek nośnych 3, 4, magnesów trwałych spolaryzowanych osiowo 5, 6, miękkich pierścieni uszczelniających 7, 8 oraz pierścieni oporowych: dolnego 9 i górnego 10. Na dnie komory w obudowie 2 i pod dławikiem 11 umieszczone są pierścienie oporowe 9, 10 o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L”, a pomiędzy nimi znajdują się pary tulejek nośnych 3 również o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L”, ustawione względem siebie szerszymi powierzchniami czołowymi, po stronie których wykonane są wnęki z umieszczonymi w nich pierścieniowymi magnesami trwałymi 5, 6,The stuffing box consists of support sleeves 3, 4, axially polarized permanent magnets 5, 6, soft sealing rings 7, 8 and support rings: lower 9 and upper 10. At the bottom of the chamber in the housing 2 and under the gland 11, there are stop rings 9, 10 with an L-shaped cross-section, and between them there are pairs of supporting sleeves 3 also with an L-shaped cross-section, positioned with wider faces to each other, on the side of which there are cavities with ring magnets placed in them permanent 5, 6,

PL 236 071 B1 przy czym pary magnesów 5, 6 w sąsiednich tulejkach nośnych 3, 4 ustawione są względem siebie biegunami jednoimiennymi N.PL 236 071 B1, the pairs of magnets 5, 6 in adjacent supporting sleeves 3, 4 are positioned with respect to each other with identical poles N.

W stanie zmontowanym dławnicy, pomiędzy powierzchniami czołowymi sąsiednich magnesów 5, 6, występują płaskie szczeliny powietrzne „a”, a ponadto, węższe powierzchnie czołowe tulejek nośnych 3, 4 są skośne, co powoduje, że pomiędzy sąsiednimi tulejkami nośnymi 3, 4 i pierścieniami oporow ymi 9, 10 powstają komory pierścieniowe o przekroju poprzecznym trapezowym, usytuowane po stronie wału 1 i gniazda obudowy 2, w których umieszczone są miękkie pierścienie uszczelniające 7, 8, wykonane ze sznurów plecionych. W warunkach eksploatacji dławnicy dociśniętej dławikiem powstają siły odpychania pomiędzy sąsiednimi tulejkami nośnymi 3, 4 z pierścieniowymi magnesami trwałymi 5, 6, które powodują odkształcenie osiowe i promieniowe miękkich pierścieni uszczelniających 7, 8 i wystąpienie nacisków stykowych na powierzchniach wału 1 oraz gniazda obudowy 2, zapewniających odpowiednią szczelność.In the assembled state of the stuffing box, there are flat air gaps "a" between the faces of the adjacent magnets 5, 6, and moreover, the narrower faces of the supporting bushings 3, 4 are oblique, which causes that between the adjacent supporting bushings 3, 4 and the stop rings For example 9, 10, annular chambers with a trapezoidal cross-section are formed, located on the side of the shaft 1 and the housing 2 seats, in which there are placed soft sealing rings 7, 8 made of braided cords. In the operating conditions of a stuffing box tightened with a gland, repulsion forces arise between adjacent bearing bushes 3, 4 with ring permanent magnets 5, 6, which cause axial and radial deformation of soft sealing rings 7, 8 and the occurrence of contact pressures on the surfaces of shaft 1 and housing seats 2, ensuring adequate tightness.

Wykaz oznaczeń na rysunkuList of symbols in the drawing

- wał- shaft

- obudowa- housing

3, 4 - tulejki nośne3, 4 - support sleeves

5, 6 - pierścieniowe magnesy trwałe , 8 - miękkie pierścienie uszczelniające5, 6 - ring permanent magnets, 8 - soft sealing rings

- dolny pierścień oporowy- lower thrust ring

- górny pierścień oporowy- upper thrust ring

- dławik „a” - płaska szczelina powietrzna- choke "a" - flat air gap

Claims

Patent claim

1. Stuffing box with an even distribution of contact pressures, including support sleeves, permanent magnets polarized axially and soft sealing rings, characterized in that at the bottom of the chamber in the housing (2) and under the gland (11) there are stop rings (9, 10) with a cross-section transverse "L" -shaped, and between them pairs of supporting sleeves (3, 4) also with an "L" -shaped cross-section, set with wider faces, on the side of which there are cavities with permanent magnets placed in them (5 , 6), with pairs of magnets (5, 6) in adjacent supporting sleeves (3, 4) facing each other with identical poles, and there are flat air gaps ("a") between the faces of adjacent permanent magnets (5, 6) , and moreover, the narrower front surfaces of the support sleeves (3, 4) and the support rings (9, 10) are oblique, whereby between adjacent support sleeves (3, 4) and between the extreme support sleeves (3, 4) and thrust rings (9, 10), soft sealing rings (7, 8) are placed in the formed trapezoidal annular chambers (2) on the shaft (1) and housing (2) side.