RU2124664C1

RU2124664C1 - Rod seal

Info

Publication number: RU2124664C1
Application number: RU96119172A
Authority: RU
Inventors: Григорий Яковлевич Браун; Виктор Егорович Заздравных; Виктор Анатольевич Ноговицин
Original assignee: Григорий Яковлевич Браун; Виктор Егорович Заздравных; Виктор Анатольевич Ноговицин
Priority date: 1996-09-26
Filing date: 1996-09-26
Publication date: 1999-01-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering; sealing of compressor and pump rods. SUBSTANCE: rod seal has split sealing rings placed in working chamber, with ring groove on outer surface of each ring, and flexible members fitted in above-indicated ring grooves. To provide constant compensation for wear of sealing rings, down to wearing down of their larger part, each sealing ring is provided with at least one pair of through cuts parallel to each other, cuts of each pair being tangential to inner surface of sealing rings in diametrically opposite points and in opposite directions. EFFECT: enhanced reliability of seal. 2 dwg

Description

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения штоков компрессоров и насосов. The invention relates to a sealing technique and can be used to seal the rods of compressors and pumps.

Известно уплотнение штока, состоящее из расположенных в рабочей камере разрезных уплотнительных колец /см. SU, а.с. 314958, F 16 J 15/56, 1971/. В известном уплотнении разрезные кольца разделены плоским дроссельным кольцом и помещены между неразрезными кольцами, а на наружных поверхностях неразрезных колец размещена эластичная манжета для предотвращения перетекания рабочей среды в радиальном направлении, т.е. конструкция уплотнения довольно сложная. Кроме того, уплотнительные кольца в указанном уплотнении поджаты с торца пружинами и при возвратно-поступательном перемещении поршня эти пружины постоянно сжимаются и разжимаются, что в условиях высоких температур, приводит к их быстрым поломкам. Следует отметить также, что при необходимости замены износившейся детали необходимо разбирать полностью узел, что приводит к значительным потерям времени и неэкономично. A rod seal is known, consisting of split sealing rings / cm located in the working chamber. SU, a.s. 314958, F 16 J 15/56, 1971 /. In the known seal, the split rings are separated by a flat throttle ring and placed between the continuous rings, and on the outer surfaces of the continuous rings there is an elastic cuff to prevent the medium from flowing in the radial direction, i.e. The seal design is rather complicated. In addition, the o-rings in the specified seal are pressed from the end by springs and during reciprocating movement of the piston, these springs are constantly compressed and unclenched, which at high temperatures leads to their rapid breakdown. It should also be noted that if it is necessary to replace the worn part, it is necessary to completely disassemble the assembly, which leads to significant time losses and is uneconomical.

Известно также уплотнение штока, /SU, а.с. 653471, F 16 J 15/56, 1979/, известное уплотнение состоит из расположенных в рабочей камере разрезных уплотнительных колец, на наружной поверхности каждого из которых выполнена кольцевая проточка, и упругих элементов, размещенных в кольцевых проточках. Данное уплотнение значительно проще по конструкции охарактеризованного выше и за счет тангенциального разреза, в дополнение к радиальному, обеспечивает герметичность в радиальном направлении без использования дополнительных манжет. Упругие элементы сжимают разрезные уплотнительные кольца, обеспечивая их плотное прилегание к штоку. При износе уплотнительных колец их внутренний диаметр увеличивается, но упругие элементы, сжимая разрезные уплотнительные кольца, компенсируют это увеличение до тех пор, пока его величина не станет равной ширине радиального разреза. Дальнейшее сжатие разрезного уплотнительного кольца невозможно, и между последним и штоком образуется зазор, т.е. нарушается герметичность в осевом направлении, что в условиях сухого трения и высоких температур происходит очень быстро. It is also known stem seal, / SU, and.with. 653471, F 16 J 15/56, 1979 /, the known seal consists of split sealing rings located in the working chamber, on the outer surface of each of which an annular groove is made, and elastic elements placed in the annular grooves. This seal is much simpler in design described above and due to the tangential cut, in addition to the radial, provides tightness in the radial direction without the use of additional cuffs. Elastic elements compress split O-rings, ensuring their snug fit to the stem. When the o-rings wear, their inner diameter increases, but the elastic elements, compressing the split o-rings, compensate for this increase until its value becomes equal to the width of the radial section. Further compression of the split sealing ring is not possible, and a gap is formed between the latter and the stem, i.e. axial tightness is broken, which occurs very quickly under conditions of dry friction and high temperatures.

Таким образом, основным недостатком данного уплотнения является его недолговечность. Другим недостатком является сложность ремонта, т.к. чтобы снять износившееся уплотнительное кольцо, необходимо разобрать весь узел, т. к. кольца неразъемны. Thus, the main disadvantage of this seal is its fragility. Another disadvantage is the complexity of the repair, as to remove the worn o-ring, it is necessary to disassemble the entire assembly, since the rings are inseparable.

Задачей изобретения является создание уплотнения штока, в котором разрезы на уплотнительных кольцах были бы выполнены так, чтобы величина компенсации износа последних обуславливалась бы не шириной разрезов, а радиальным размером кольца. The objective of the invention is to provide a stem seal in which the cuts on the sealing rings would be made so that the amount of wear compensation for the latter would be determined not by the cut width, but by the radial size of the ring.

Технический результат достигается тем, что в уплотнении штока, состоящем из расположенных в рабочей камере разрезных уплотнительных колец, на наружной поверхности каждого из которых выполнена кольцевая проточка, и упругих элементов, размещенных в кольцевых проточках, разрезные уплотнительные кольца имеют каждое по меньшей мере одну пару сквозных, параллельных друг другу разрезов, причем разрезы каждой пары выполнены по касательным к внутренней поверхности уплотнительных колец в ее диаметрально противоположных точках и в противоположных направлениях. The technical result is achieved in that in the stem seal, consisting of split sealing rings located in the working chamber, on the outer surface of each of which an annular groove is made, and elastic elements placed in the annular grooves, the split sealing rings each have at least one pair of through cuts parallel to each other, and cuts of each pair are made tangent to the inner surface of the sealing rings at its diametrically opposite points and opposite GOVERNMENTAL directions.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено уплотнение штока в разрезе, на фиг. 2 - уплотнительное кольцо /стрелки показывают направление смещения полуколец/. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a cross-section of a stem seal, FIG. 2 - a sealing ring / arrows show the direction of displacement of the half rings /.

Уплотнение штока 1 состоит из расположенных в рабочей камере 2 уплотнительных колец 3. Каждое уплотнительное кольцо 3 имеет два параллельных друг другу сквозных разреза 4, 5, выполненных по касательным к внутренней поверхности уплотнительных колец 3 в ее диаметрально противоположных точках в противоположных направлениях. Эти разрезы 4, 5 делят каждое уплотнительное кольцо на равные полукольца 6, 7, скрепленные пружиной 8, размещенной в кольцевой проточке 9, выполненной на наружной поверхности каждого уплотнительного кольца 3. При этом смежные полукольца будут иметь прилегающие к разрезам 4, 5 заостренные участки 10, 11, имеющие повышенную гибкость. Вместо пружины 8 может быть использовано, например, эластичное кольцо или несколько пружин, установленных радиально к наружной поверхности уплотнительных колец 3. Пружина 8 или эластичное кольцо может быть выполнено разъемным. В других вариантах конструктивного выполнения уплотнения уплотнительные кольца 3 могут иметь две или три пары аналогичных разрезов. Дальнейшее увеличение их количества нецелесообразно, т.к. уменьшается механическая прочность колец. В рабочей камере 2 уплотнительные кольца 3 установлены с возможностью взаимного перекрывания сквозных разрезов 4, 5. The stem seal 1 consists of sealing rings 3 located in the working chamber 2. Each sealing ring 3 has two through cuts parallel to each other 4, 5, made tangentially to the inner surface of the sealing rings 3 in its diametrically opposite points in opposite directions. These cuts 4, 5 divide each sealing ring into equal half rings 6, 7, fastened by a spring 8 placed in an annular groove 9, made on the outer surface of each sealing ring 3. In this case, the adjacent half rings will have pointed sections 10 adjacent to the cuts 4, 5 , 11, having increased flexibility. Instead of the spring 8, for example, an elastic ring or several springs mounted radially to the outer surface of the sealing rings 3 can be used. The spring 8 or the elastic ring can be detachable. In other embodiments of the seal, the o-rings 3 may have two or three pairs of similar cuts. A further increase in their number is impractical, because reduced mechanical strength of the rings. In the working chamber 2, the sealing rings 3 are installed with the possibility of mutual overlapping of the through cuts 4, 5.

Уплотнение работает следующим образом. Sealing works as follows.

Разрезные уплотнительные кольца 3 под действием среды прижимаются к стенке рабочей камеры 2 и друг к другу, при этом каждое последующее уплотнительное кольцо 3 установлено так, что перекрывает сквозные разрезы 4, 5 каждого предыдущего уплотнительного кольца 3, что предотвращает протекание рабочей среды в осевом направлении. Размещенные в проточках 9 упругие элементы 8 в данном случае - пружины, сжимают полукольца 6, 7, обеспечивая их плотное прилегание друг к другу и к штоку 1, что предотвращает протекание рабочей среды в радиальном направлении. При износе уплотнительных колец 3, разделенных сквозными, диаметрально противоположными и противоположно направленными разрезами 4, 5 на полукольца 6, 7, скрепленные упругим элементом 8, диаметр их внутренней поверхности увеличивается, но упругий элемент 8, сжимая полукольца 6, 7, заставляет их смещаться относительно друг друга. При этом примыкающие к разрезам 4, 5 заостренные участки 10, 11 полуколец 6, 7, имеющие повышенную эластичность, плотно прилегают к смежным, соответственно, внутренней и наружной поверхностям, предотвращая образование неплотностей между штоком 1 и внутренней поверхностью полуколец 6.7 и между полукольцами 6, 7, обеспечивая полную герметичность уплотнения в осевом и радиальном направлениях практически до полного физического износа уплотнительных колец 3, многократно увеличивая срок их службы. The split sealing rings 3 are pressed against the wall of the working chamber 2 and to each other under the action of the medium, with each subsequent sealing ring 3 being installed so that it covers the through cuts 4, 5 of each previous sealing ring 3, which prevents the flow of the working medium in the axial direction. The elastic elements 8 located in the grooves 9 in this case are springs, compress the half rings 6, 7, ensuring their tight fit to each other and to the rod 1, which prevents the flow of the working medium in the radial direction. When the wear of the sealing rings 3, separated by through, diametrically opposite and opposite directions of the cuts 4, 5 on the half rings 6, 7, fastened by the elastic element 8, the diameter of their inner surface increases, but the elastic element 8, compressing the half rings 6, 7, makes them move relative each other. In this case, the pointed sections 10, 11 of the half rings 6, 7 adjacent to the cuts 4, 5, having increased elasticity, fit snugly to adjacent, respectively, inner and outer surfaces, preventing leaks between the rod 1 and the inner surface of the half rings 6.7 and between the half rings 6, 7, ensuring complete tightness of the seal in the axial and radial directions almost to the complete physical wear of the sealing rings 3, repeatedly increasing their service life.

Таким образом, выполнение на каждом уплотнительном кольце 1 - 3-х пар сквозных, противоположно направленных, параллельных и диаметрально противоположных разрезов позволяет полукольцам свободно смещаться относительно друг друга в радиальном направлении под действием сил упругости упругого элемента, уменьшая тем самым внутренний диаметр уплотнительных колец, увеличивающийся в результате износа последних. Выполнение упомянутых разрезов по касательным к внутренней поверхности уплотнительных колец в ее диаметрально противоположных точках обеспечивает повышенную гибкость примыкающих к разрезу соответствующих заостренных участков противоположных полуколец, что позволяет обеспечить плотное прилегание названных участков к смежным поверхностям и к штоку, обеспечивая требуемую герметичность в осевом и радиальном направлении почти до истирания всей массы колец и насколько позволяет размер упругого элемента в нерастянутом состоянии. Thus, the execution on each sealing ring of 1-3 pairs of through, oppositely directed, parallel and diametrically opposite cuts allows the half rings to freely move relative to each other in the radial direction under the action of elastic forces of the elastic element, thereby reducing the inner diameter of the sealing rings, increasing as a result of wear of the latter. Performing the mentioned cuts tangentially to the inner surface of the sealing rings at diametrically opposite points provides increased flexibility of the corresponding pointed sections of the opposite half rings adjacent to the cut, which allows for a tight fit of these sections to adjacent surfaces and to the rod, providing the required tightness in the axial and radial direction almost before the abrasion of the entire mass of the rings and as far as the size of the elastic element in the unstretched state allows.

Выполнение уплотнительных колец разъемными позволяет также заменить их, не разбирая всего узла. The implementation of the sealing rings detachable also allows you to replace them without disassembling the entire site.

Выполнение разрезов не по касательной, а под любым углом другим к диаметру увеличит жесткость заостренных участков и приведет к возникновению неплотностей в местах стыков полуколец. Making cuts not tangentially, but at any other angle to the diameter, will increase the rigidity of the pointed sections and lead to leaks at the junctions of the half rings.

Claims

The stem seal, consisting of split sealing rings located in the working chamber, on the outer surface of each of which an annular groove is made, and elastic elements located in the annular grooves, characterized in that the split sealing rings have at least one pair of through parallel each other cuts, moreover, the cuts of each pair are made tangent to the inner surface of the sealing rings in its diametrically opposite points and in opposite directions.