RU193611U1

RU193611U1 - PUMP SHAFT SEAL

Info

Publication number: RU193611U1
Application number: RU2019109797U
Authority: RU
Inventors: Наиль Закуанович Галиванов; Булат Наилевич Галиванов
Original assignee: Наиль Закуанович Галиванов
Priority date: 2019-04-02
Filing date: 2019-04-02
Publication date: 2019-11-06

Abstract

Полезная модель относится к конструкции торцового уплотнения, предназначенного для обеспечения герметичности в местах прохождения вала через крышку насоса общепромышленного назначения. Торцовое уплотнение включает не вращающееся кольцо трения, размещенное в корпусе и подпружиненное к нему вращающееся кольцо трения, установленное на валу, причем на внешней цилиндрической поверхности обеих колец выполнены пазы, направленные внутрь вышеупомянутых колец, при этом глубина паза составляет не более 30% от радиуса кольца, а ширина - не более 25% от толщины кольца, но не менее 2 мм. Предлагаемая полезная модель позволяет за счет дополнительных поверхностей теплообмена уменьшить нагрев трущихся поверхностей уплотнительных колец и повысить надежность работы торцового уплотнения.The utility model relates to the construction of a mechanical seal designed to ensure tightness in the places where the shaft passes through the cover of a pump for general industrial use. The mechanical seal includes a non-rotating friction ring located in the housing and a rotating friction ring spring-loaded to it mounted on the shaft, and grooves are made on the outer cylindrical surface of both rings directed inside the aforementioned rings, while the groove depth is not more than 30% of the ring radius and the width is not more than 25% of the thickness of the ring, but not less than 2 mm. The proposed utility model allows, due to additional heat exchange surfaces, to reduce the heating of the rubbing surfaces of the sealing rings and to increase the reliability of the mechanical seal.

Description

Полезная модель относится к конструкции торцового уплотнения, предназначенного для обеспечения герметичности в местах прохождения вала через крышку насоса общепромышленного назначения.The utility model relates to the design of a mechanical seal designed to ensure tightness in places where the shaft passes through the cover of a pump for general industrial use.

Известно уплотнение торцовое типа 231/231 (Отраслевой стандарт ОСТ 26-06-1493-87, Уплотнения торцовые валов насосов, фиг. 25), в котором размещены две пары трения. Каждая пара трения состоит из двух колец, неподвижного и вращающегося. При вращении вала поверхности вышеупомянутых колец находятся в контакте друг с другом. При контакте выделяется тепло и если это тепло не отводится, то температура торцового уплотнения в камере увеличивается. Уплотнительная (охлаждающая жидкость) поступает в камеру уплотнения, снимает часть тепла от нагретых поверхностей трущихся колец пары трения и далее направляется в теплообменник для охлаждения.Known mechanical seal type 231/231 (Industry standard OST 26-06-1493-87, Seals mechanical shafts of pumps, Fig. 25), in which two pairs of friction. Each friction pair consists of two rings, fixed and rotating. When the shaft rotates, the surfaces of the above rings are in contact with each other. Upon contact, heat is generated and if this heat is not removed, then the temperature of the mechanical seal in the chamber increases. Sealing (coolant) enters the seal chamber, removes part of the heat from the heated surfaces of the friction rings of the friction pair and then goes to the heat exchanger for cooling.

Недостатком этой конструкции уплотнения является потеря герметичности из-за перегрева неподвижного и вращающегося колец.The disadvantage of this seal design is the loss of tightness due to overheating of the stationary and rotating rings.

Известно торцовое уплотнение вращающегося вала, принятое за прототип (патент на полезную модель РФ № 181043, оп. 04.07.2018, МПК F16J 15/34), которое содержит размещенное в корпусе невращающееся кольцо трения и подпружиненное к нему вращающееся кольцо трения, установленное на валу насоса. При этом на внешней цилиндрической поверхности вышеупомянутых уплотнительных колец выполнены углубления. Углубления выполнены со стороны контакта вращающегося и невращающегося колец трения.A mechanical seal of a rotating shaft is known, adopted for the prototype (patent for a utility model of the Russian Federation No. 181043, op. 04.07.2018, IPC F16J 15/34), which contains a non-rotating friction ring located in the housing and a rotating friction ring spring-loaded to it mounted on the shaft pump. Moreover, recesses are made on the outer cylindrical surface of the aforementioned sealing rings. The recesses are made from the contact side of the rotating and non-rotating friction rings.

Известное изобретение направлено на уменьшение нагрева колец трения за счет приближения уплотнительной (охлаждающей) жидкости к зоне максимальных температур путем выполнения углублений на внешней поверхности уплотнительных колец.The known invention is directed to reducing the heating of friction rings by approaching the sealing (cooling) fluid to the zone of maximum temperatures by making recesses on the outer surface of the sealing rings.

Однако, известное изобретение не имеет достаточного охлаждения уплотнительных колец за счет малых площадей теплообмена, так как углубления выполнены на внешней стороне колец.However, the known invention does not have sufficient cooling of the sealing rings due to the small heat exchange areas, since the recesses are made on the outside of the rings.

Задачей полезной модели является повышение надежности торцового уплотнения путем уменьшения нагрева колец трения за счет увеличенного съема тепла с дополнительно выполненных площадей теплообмена.The objective of the utility model is to increase the reliability of the mechanical seal by reducing the heating of the friction rings due to the increased heat removal from additional heat exchange areas.

Указанная задача решается торцовым уплотнением вращающегося вала насоса, включающем невращающееся кольцо трения, размещенное в корпусе и подпружиненное к нему вращающееся кольцо трения, установленное на валу, причем на внешней цилиндрической поверхности обеих колец выполнены углубления, направленные внутрь колец, в котором, согласно полезной модели, вышеупомянутые углубления выполнены в виде несквозных отверстий, размещенных на некотором расстоянии от торцовых поверхностей вращающегося и невращающегося колец.This problem is solved by mechanical seal of the rotating shaft of the pump, including a non-rotating friction ring located in the housing and a rotating friction ring mounted on the shaft, spring-loaded to it, and on the outer cylindrical surface of both rings there are grooves directed inside the rings, in which, according to the utility model, the aforementioned recesses are made in the form of through holes placed at some distance from the end surfaces of the rotating and non-rotating rings.

Форма несквозных отверстий может быть различной. Несквозные отверстия размещены равномерно по всей внешней цилиндрической поверхности вращающегося и невращающегося колец. Количество несквозных отверстий составляет 8.The shape of the through holes may be different. Non-through holes are evenly distributed over the entire outer cylindrical surface of the rotating and non-rotating rings. The number of through holes is 8.

Ширина несквозных отверстий составляет не более 25% от толщины кольца, но не менее 2 мм.The width of the through holes is not more than 25% of the thickness of the ring, but not less than 2 mm.

Глубина несквозных отверстий составляет не более 30% от радиуса кольца.The depth of through holes is not more than 30% of the radius of the ring.

Выполнение углублений в виде несквозных отверстий, направленных внутрь вращающегося и невращающегося колец трения и размещенныхThe implementation of the recesses in the form of through holes, directed inside the rotating and non-rotating friction rings and placed

на определенном расстоянии от торцовых поверхностей вышеупомянутых колец, создает дополнительные площади теплообмена и тем самым увеличивает съем тепла и более эффективно охлаждает трущиеся поверхности колец, что позволяет повысить надежность работы торцового уплотнения.at a certain distance from the end surfaces of the aforementioned rings, creates additional heat transfer areas and thereby increases heat removal and more effectively cools the friction surfaces of the rings, which improves the reliability of the mechanical seal.

На фиг. 1 представлено предлагаемое уплотнение, общий вид, на фиг. 2 - вид А-А фиг. 1, на фиг. 3 - вид Б-Б фиг. 1, на фиг. 4 - аксонометрическая проекция вращающегося кольца с несквозными отверстиями, на фиг. 5 - аксонометрическая проекция невращающегося кольца с несквозными отверстиями.In FIG. 1 shows the proposed seal, a General view, in FIG. 2 is a view aa of FIG. 1, in FIG. 3 is a view BB of FIG. 1, in FIG. 4 is a perspective view of a rotating ring with through holes; FIG. 5 is a perspective view of a non-rotating ring with through holes.

Торцовое уплотнение состоит из невращающегося кольца трения 1, установленного в корпусе 2 и вращающегося кольца трения 3, подпружиненного к невращающемуся кольцу 1 пружиной 4. Кольца трения 1 и 3 размещены на валу 5 и загерметизированы посредством уплотнений 6 и 7. На внешней цилиндрической поверхности невращающегося кольца трения 1 на некотором расстоянии выполнены несквозные отверстия 8, а на внешней цилиндрической поверхности вращающегося кольца трения 3 на некотором расстоянии - несквозные отверстия 9. Несквозные отверстия 8 и 9 направлены внутрь колец трения 1 и 3.The mechanical seal consists of a non-rotating friction ring 1 installed in the housing 2 and a rotating friction ring 3, spring loaded to the non-rotating ring 1 by a spring 4. The friction rings 1 and 3 are placed on the shaft 5 and sealed by seals 6 and 7. On the outer cylindrical surface of the non-rotating ring friction 1 at some distance made through holes 8, and on the outer cylindrical surface of the rotating friction ring 3 at some distance - through holes 9. Through holes 8 and 9 are directed inside the friction rings 1 and 3.

Торцовое уплотнение работает следующим образом. Охлаждающая жидкость поступает к трущимся торцовым поверхностям колец 1 и 3 и омывает внутренние поверхности несквозных отверстий 8 и 9 колец, при этом происходит дополнительный съем тепла с увеличенной поверхности теплообмена, что позволяет уменьшить нагрев уплотнительных колец.Mechanical seal operates as follows. Coolant enters the rubbing end surfaces of rings 1 and 3 and washes the inner surfaces of the through holes 8 and 9 of the rings, and additional heat is removed from the enlarged heat exchange surface, which reduces the heating of the sealing rings.

За счет несквозных отверстий, размещенных на некотором расстоянии от торцовых поверхностей колец трения, площадь поверхности теплообмена значительно увеличивается.Due to through holes, located at some distance from the end surfaces of the friction rings, the heat exchange surface area increases significantly.

Если площадь поверхности выполненных углублений по прототипу принять за S, то площадь поверхности за счет несквозных отверстий предлагаемого торцового уплотнения будет равна 2S, без учета площади по цилиндрической поверхности, то есть площадь теплообмена в предлагаемой полезной модели увеличена вдвое.If the surface area of the grooves made according to the prototype is taken as S, then the surface area due to non-through holes of the proposed mechanical seal will be 2S, without taking into account the area along the cylindrical surface, that is, the heat transfer area in the proposed utility model is doubled.

Таким образом, за счет пазов, выполненных на внешней цилиндрической поверхности вращающегося и невращающегося колец трения и направленных внутрь этих колец уплотнительная (охлаждающая) жидкость более эффективно охлаждает трущиеся торцовые поверхности колец за счет дополнительных поверхностей теплообмена, что позволяет повысить надежность и безопасность работы торцового уплотнения насоса.Thus, due to the grooves made on the outer cylindrical surface of the rotating and non-rotating friction rings and directed inside these rings, the sealing (cooling) liquid more effectively cools the friction end surfaces of the rings due to additional heat transfer surfaces, which improves the reliability and safety of the mechanical seal of the pump .

Claims

The mechanical seal of the rotating shaft of the pump, including a non-rotating friction ring located in the housing and a rotating friction ring spring-mounted to it, mounted on the shaft, and on the outer surface of both rings are recesses directed inside the rings, characterized in that the aforementioned recesses are made in the form of through holes placed at some distance from the end surfaces of the rotating and non-rotating rings.