RU2069805C1

RU2069805C1 - End face seal

Info

Publication number: RU2069805C1
Application number: RU94010921A
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Стрелец; Михаил Анатольевич Смалько; Любомир Константинович Буняк; Петр Федорович Завгородний; Иван Тимофеевич Шинкаренко
Original assignee: Государственное предприятие магистральных нефтепроводов "Дружба", г.Львов
Priority date: 1994-03-29
Filing date: 1994-03-29
Publication date: 1996-11-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; sealing facilities; end face seals of rotating shafts. SUBSTANCE: end face seal has at least two rotating and two non-rotating alternating sealing friction rings secured in rotating and non-rotating movable bushings, respectively, by means of splines. Rotating friction rings are separately sealed by secondary sealing members through bellows-type springs to form hermetic chambers intended for entrapping medium under sealing. Proposed end face seal is easy to manufacture and reliable in operation. EFFECT: enhanced reliability and increased service life. 2 dwg

Description

Изобретение относится к уплотнительной технике, а именно, к торцевым уплотнениям вращающихся валов. The invention relates to a sealing technique, namely, to mechanical seals of rotating shafts.

Известно лабиринтное торцевое уплотнение (см. а.с. СССР N 1520283 МКИ F 16 j 15.34, 1989), содержащее вращающуюся втулку с жесткими уплотнительными элементами, неподвижную втулку с двухсторонными упруго-эластичными кольцевыми кромками, торцевую контактную периферийную поверхность вращающейся втулки, торцевую контактную периферийную поверхность неподвижной втулки, трапецеидальную торцевую поверхность зазора ступени вращающейся втулки, поверхность базирования вращающейся втулки, поверхность базирования неподвижной втулки, периферийный кольцевой выступ неподвижной втулки и периферийный кольцевой выступ вращающейся втулки. A labyrinth mechanical seal is known (see AS USSR N 1520283 MKI F 16 j 15.34, 1989), comprising a rotating sleeve with rigid sealing elements, a fixed sleeve with double-sided elastic elastic ring edges, an end contact peripheral surface of the rotating sleeve, an end contact the peripheral surface of the fixed sleeve, the trapezoidal end surface of the step gap of the rotating sleeve, the base surface of the rotating sleeve, the base surface of the stationary sleeve, peripheral rings second projection fixed sleeve and a peripheral annular protrusion of the rotating sleeve.

Основными недостатками известного торцевого уплотнения являются сложность изготовления трущихся поверхностей подвижной и неподвижной втулок и невозможность регулирования устранения зазора, образованного при износе трущихся поверхностей, чем ограничивается надежность его и долговечность, значительные диаметральные габариты. The main disadvantages of the known mechanical seal are the complexity of manufacturing the friction surfaces of the movable and fixed bushings and the inability to control the elimination of the gap formed by the wear of the rubbing surfaces, which limits its reliability and durability, significant diametrical dimensions.

Задача изобретения упрощение конструкции торцевого уплотнения и увеличение надежности и долговечности. The objective of the invention is to simplify the design of the mechanical seal and increase reliability and durability.

Поставленный технический результат достигается тем, что торцевое уплотнение содержит не менее двух вращающихся и двух невращающихся уплотнительных колец трения, установленных поочередно вращающееся - невращающееся, и закрепленных соответственно во вращающейся втулке и невращающейся аксиально-подвижной втулке посредством, например, шлицев, вращающиеся и невращающиеся кольца трения загерметизированы между собой вторичными уплотнениями через пружины сильфонного типа, прижатие вращающихся и невращающихся колец трения и их герметизация осуществляется регулировочной гайкой через пружину и невращающуюся аксиально-подвижную втулку. The technical result is achieved by the fact that the mechanical seal contains at least two rotating and two non-rotating friction sealing rings installed alternately rotating - non-rotating and fixed respectively in the rotating sleeve and non-rotating axially-movable sleeve by means of, for example, splines, rotating and non-rotating friction rings sealed to each other by secondary seals through bellows-type springs, pressing of rotating and non-rotating friction rings and their sealing It is carried out by an adjusting nut through a spring and a non-rotating axially movable sleeve.

В собранном виде в торцовом уплотнении образованы на менее две герметичные камеры, служащие для улавливания уплотняемой среды, протекающей из полости уплотняемой среды через стык подвижного и неподвижного колец трения. Торцевое уплотнение работает, как многоступенчатое лабиринтное торцовое уплотнение. Проникающая уплотняемая среда концентрируется в замкнутых камерах, обеспечивает снижение трения и износа контактирующих поверхностей трения, вращающихся и невращающихся колец трения и является дополнительной герметизирующей средой, запирающей многоступенчатый лабиринтный канал. Assembled in a mechanical seal, formed on less than two sealed chambers, which serve to trap the sealed medium flowing from the cavity of the sealed medium through the junction of the movable and fixed friction rings. The mechanical seal functions as a multi-stage labyrinth mechanical seal. The penetrating sealed medium is concentrated in closed chambers, provides reduced friction and wear of contacting friction surfaces, rotating and non-rotating friction rings, and is an additional sealing medium that closes the multi-stage labyrinth channel.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показано торцевое уплотнение: фиг. 1 торцевое уплотнение, продольный разрез; фиг. 2 то, что показано на фиг. 1, сечение А-А. The invention is illustrated by the drawing, which shows the mechanical seal: FIG. 1 mechanical seal, longitudinal section; FIG. 2 what is shown in FIG. 1, section AA.

Торцевое уплотнение состоит из невращающихся уплотнительных колец 1 и 2 и вращающихся уплотнительных колец 3 и 4. Вращающиеся уплотнительные кольца 3 и 4 установлены на вращающейся втулке 5, которая крепится на валу 6 посредством шпонки 7 и загерметизирована дополнительно вторичным уплотнением 8. Вращающееся уплотнительное кольцо 5 загерметизировано с вращающейся втулкой 5 вторичными уплотнениями 9. Для возможности образования герметичной камеры 10 вращающиеся уплотнительные кольца 3 и 4 со стороны вращающейся втулки 4 загерметизированы между собой вторичными уплотнениями 11 через пружину сильфонного типа 12. Невращающиеся уплотнительные кольца 1 и 2 установлены в аксиально-подвижной невращающейся втулке 13. Невращающееся уплотнительное кольцо 1 загерметизировано с невращающейся аксиально-подвижной втулкой 13 посредством вторичных уплотнений 14. Для возможности образования герметичной камеры 15 невращающиеся уплотнительные кольца 1 и 2 загерметизированы между собой вторичными уплотнениями 16 через пружину сильфонного типа 17. Поджатие уплотнительных колец 1, 2, 3 и 4, герметизация вторичными уплотнениями осуществляется с помощью регулировочной гайки 18 через пружину 19. Уплотнительные кольца 1, 2 и 3, 4 соединены с невращающейся и вращающейся втулками 13 и 5 с помощью, например, шлицев соответственно 20 и 21. При сборке торцевого уплотнения используются направляющие штифты 22 и 23. The mechanical seal consists of non-rotating sealing rings 1 and 2 and rotating sealing rings 3 and 4. Rotating sealing rings 3 and 4 are mounted on a rotating sleeve 5, which is mounted on the shaft 6 by means of a key 7 and is additionally sealed by a secondary seal 8. The rotating sealing ring 5 is sealed with a rotary sleeve 5 by secondary seals 9. To enable the formation of a sealed chamber 10, the rotating o-rings 3 and 4 from the side of the rotary sleeve 4 are sealed between in the secondary seals 11 through a bellows spring 12. Non-rotating o-rings 1 and 2 are mounted in an axially-movable non-rotating sleeve 13. Non-rotating o-ring 1 is sealed with a non-rotating axially-movable sleeve 13 by means of secondary seals 14. For the formation of a sealed chamber 15 non-rotating O-rings 1 and 2 are sealed to each other by secondary seals 16 through a bellows-type spring 17. Preloading of O-rings 1, 2, 3 and 4, sealing secondary seals are carried out using the adjusting nut 18 through the spring 19. O-rings 1, 2 and 3, 4 are connected to the non-rotating and rotating sleeves 13 and 5 using, for example, splines 20 and 21. When assembling the mechanical seal, guide pins 22 and 23.

Собирают торцевое уплотнение в следующей последовательности. В невращающуюся аксиально-подвижную втулку 13 устанавливают невращающееся кольцо 1 и в осевом направлении фиксируют штифтом 22 и герметизируют его вторичными уплотнениями 14. Во вращающейся втулке 5, установленной на валу 6 посредством шпонки 7 и загерметизированной вторичным уплотнением 8, установлено подвижное кольцо 4 и зафиксировано штифтом 23 и загерметизировано вторичными уплотнениями 9. На невращающееся кольцо трения 1 устанавливают вращающееся кольцо трения 3, вторичное уплотнение 16, пружину сильфонного типа 17 и снова вторичное уплотнение 16. На вращающееся кольцо трения 3 и вторичное уплотнение 16 установлены невращающееся кольцо трения 2 и вторичное уплотнение 11, пружина сильфонного типа 12 и снова вторичное уплотнение 11. Невращающуюся аксиально-подвижную втулку 13 с содержимыми деталями устанавливают на вращающуюся втулку 5, передвигая до упора с кольцом трения 4. Поджатие колец трения 1, 2, 3, 4, сжатие пружин сильфонного типа 12 и 17 осуществляется регулировочной гайкой 18 через пружину 19 и невращающуюся аксиально-подвижную втулку 13. При сборке уплотнения образованы герметичные камеры 10 и 15. The mechanical seal is assembled in the following sequence. A non-rotating ring 1 is installed in the non-rotating axially movable sleeve 13 and axially fixed with a pin 22 and sealed with secondary seals 14. In the rotating sleeve 5 mounted on the shaft 6 by means of a key 7 and sealed by a secondary seal 8, a movable ring 4 is installed and fixed with a pin 23 and sealed by secondary seals 9. On a non-rotating friction ring 1, a rotating friction ring 3, a secondary seal 16, a bellows spring 17 and again a secondary seal are installed Section 16. A non-rotating friction ring 2 and a secondary seal 11, a bellows spring 12 and a secondary seal 11 are installed on the rotating friction ring 3 and secondary seal 16. The non-rotating axially movable sleeve 13 with the contained parts is mounted on the rotating sleeve 5, moving all the way with a friction ring 4. The compression of the friction rings 1, 2, 3, 4, the compression of the bellows type springs 12 and 17 is carried out by the adjusting nut 18 through the spring 19 and the non-rotating axially movable sleeve 13. When assembling the seal, seals are formed nye chambers 10 and 15.

Торцевое уплотнение работает следующим образом. При вращении вала 6 через шпонку 7 вращается втулка 5 с вращающимися кольцами 3 и 4 через шлицы 21. Уплотняемая среда из полости стремится проникнуть через стык колец трения 2-4 в герметичную полость 10. Концентрируясь в герметичной камере 10 уплотняемая среда частично проникает в герметичную камеру 15, а частично является герметизирующей средой. То же происходит и в герметичной камере 15. Таким образом, в торцевом уплотнении образуется запирающей многоступенчатый лабиринтный канал, позволяющий уменьшить утечку уплотняемой среды, обеспечивает снижение трения в парах трения. При износе пар трения с помощью регулировочной гайки 18 через пружину 19 и невращающуюся аксиально-подвижную втулку 13 осуществляется подтяжка уплотнения. The mechanical seal operates as follows. When the shaft 6 is rotated through the key 7, the sleeve 5 rotates with the rotating rings 3 and 4 through the slots 21. The fluid to be sealed from the cavity tends to penetrate through the joint of the friction rings 2-4 into the sealed cavity 10. Concentrating in the sealed chamber 10, the sealed medium partially penetrates into the sealed chamber 15, and in part is a sealing medium. The same thing happens in the sealed chamber 15. Thus, in the end seal, a locking multi-stage labyrinth channel is formed, which allows to reduce the leakage of the medium being sealed, and reduces friction in the friction pairs. When the friction pairs are worn with the help of the adjusting nut 18, the seal is tightened through the spring 19 and the non-rotating axially movable sleeve 13.

Предложенное изобретение проще в изготовлении, более надежно в работе и долговечно. The proposed invention is easier to manufacture, more reliable and durable.

Claims

The mechanical seal, comprising a rotating sleeve with rigid sealing elements and a stationary sleeve with bilateral elastomeric annular edges, assembled to form labyrinths on the end surface, characterized in that the mechanical seal contains at least two rotating and two non-rotating sealing rings mounted alternately and fixed respectively in rotating and non-rotating axially movable bushings by means of, for example, splines, rotating and non-rotating friction rings a sealed interconnected secondary sealing bellows through spring to form sealed chambers to trap the sealing medium.