RU2266454C1 - Face seal for shaft - Google Patents
Face seal for shaft Download PDFInfo
- Publication number
- RU2266454C1 RU2266454C1 RU2004117255/06A RU2004117255A RU2266454C1 RU 2266454 C1 RU2266454 C1 RU 2266454C1 RU 2004117255/06 A RU2004117255/06 A RU 2004117255/06A RU 2004117255 A RU2004117255 A RU 2004117255A RU 2266454 C1 RU2266454 C1 RU 2266454C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- lever
- axis
- sleeve
- housing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Sealing Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области уплотнительной техники и может быть использовано преимущественно при создании уплотнений вращающихся валов различных силовых агрегатов (двигателей внутреннего сгорания, коробок перемены передач и раздаточных коробок, редукторов и т.д.), к которым предъявляются высокие требования по ресурсу работы и сохраняемости.The invention relates to the field of sealing technology and can be used mainly when creating seals of rotating shafts of various power units (internal combustion engines, gearboxes and transfer cases, gearboxes, etc.), which are subject to high demands on the service life and retention.
Известно торцовое уплотнение вала, содержащее вал, корпус, неподвижный и подвижный контактирующие элементы, причем неподвижный элемент установлен на корпусе, а подвижный элемент установлен на валу [1].A mechanical shaft seal is known, comprising a shaft, a housing, a fixed and movable contacting elements, the fixed element being mounted on the housing, and the movable element mounted on the shaft [1].
Известно также торцовое уплотнение вала, содержащее вал, корпус, неподвижный и подвижный контактирующие элементы, причем неподвижный элемент установлен на корпусе, а подвижный элемент установлен на валу с возможностью перемещения вдоль оси вала и нагружен в направлении неподвижного элемента с помощью пружины, которая опирается на вал [2].A mechanical shaft seal is also known, comprising a shaft, a housing, a fixed and movable contacting elements, the stationary element being mounted on the housing, and the movable element mounted on the shaft with the possibility of movement along the axis of the shaft and loaded in the direction of the stationary element using a spring that rests on the shaft [2].
Недостатком известных конструкций является их сравнительно низкий ресурс работы, связанный с неизбежным износом обоих контактирующих элементов в месте их сопряжения и в первую очередь - более мягкого элемента, изготовленного на основе эластомера (например - резины) или из композита на основе, например, фторопласта (политетрафторэтилена). Это особенно важно при работе в тяжелых условиях (большой перепад давления между уплотняемой и внешней средой, большая разность температуры между ними, высокая частота вращения вала и т.д.). Это наиболее существенно для периодически действующих объектов, в том числе находящихся на длительном хранении, от которых требуется высокая работоспособность в момент снятия с хранения (сельскохозяйственная сезонная техника, боевая техника, оборудование, используемое при чрезвычайных ситуациях, и т.д.).A disadvantage of the known structures is their relatively low service life associated with the inevitable wear of both contacting elements at the place of their conjugation and, in the first place, a softer element made on the basis of an elastomer (e.g. rubber) or from a composite based on, for example, fluoroplastic (polytetrafluoroethylene) ) This is especially important when working in harsh conditions (large pressure drop between the sealing and the external environment, a large temperature difference between them, a high shaft speed, etc.). This is most important for periodically operating facilities, including those for long-term storage, which require high performance at the time of removal from storage (agricultural seasonal equipment, military equipment, equipment used in emergency situations, etc.).
При длительном хранении (сезон, год или несколько лет) более мягкий контактирующий элемент теряет свою эластичность и, следовательно, уплотняющую способность. Кроме того, находясь при хранении или стоянке при длительном контакте и сравнительно высоких контактных напряжениях, характерных для подобных конструкций, более мягкий материал уплотнения диффундирует в материал контртела, и в начальный момент работы в зоне контакта происходят вырывы менее прочного материала, что может сразу привести уплотнение в полную непригодность.During long-term storage (season, year or several years), the softer contacting element loses its elasticity and, consequently, its sealing ability. In addition, when stored or parked with prolonged contact and relatively high contact stresses typical for such structures, the softer seal material diffuses into the counterbody material, and at the initial moment of operation, less durable material breaks out in the contact zone, which can immediately lead to compaction in complete unsuitability.
Задачей изобретения является повышение ресурса работы и сохраняемости торцового уплотнения.The objective of the invention is to increase the service life and persistence of the mechanical seal.
Указанная задача решается тем, что на валу с возможностью перемещения вдоль его оси установлена втулка, на одну сторону которой опирается пружина, а в другую сторону втулки упирается, по меньшей мере, один рычаг, ось которого установлена на валу.This problem is solved in that a sleeve is mounted on the shaft with the possibility of movement along its axis, on one side of which a spring rests, and at least one lever abuts on the other side of the sleeve, the axis of which is mounted on the shaft.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображено торцовое уплотнение при нулевой частоте вращения вала (ω=0), на рис.2 показано это же уплотнение в том случае, когда вал вращается (ω≠0).The invention is illustrated by drawings. Figure 1 shows the mechanical seal at zero shaft speed (ω = 0), Fig. 2 shows the same seal when the shaft rotates (ω ≠ 0).
Уплотнение (фиг.1, 2) разделяет две полости (А и Б) и состоит из неподвижного элемента (корпус 1) со вставкой 2 из жесткого материала (например, сталь) и подвижным, вращающимся вместе с валом 3 элементом 4, имеющим эластичную вставку 5 (например, из наполненного полимера) и эластичное уплотнительное кольцо 6. Подвижный элемент 4 поджат одним концом цилиндрической витой пружины 7 в направлении контакта между вставками 2 и 5. Другим концом пружина 7 опирается на втулку 8, которая, в свою очередь, упирается в короткий конец рычага 9, ось 10 которого неподвижно закреплена на выступе 12 вала 3. Длинный конец рычага 9 может иметь груз 11, рычаг 9 может свободно поворачиваться вокруг оси 10. Штифт 13 служит для фиксации элемента 4 относительно вала 3 в окружном направлении.The seal (FIGS. 1, 2) separates the two cavities (A and B) and consists of a fixed element (housing 1) with an
Одна из полостей, например А, может быть частично заполнена жидкой смазкой, необходимой для смазки механизмов и деталей, установленных в этой полости и кинематически связанных с валом 3. В этом случае полость Б, например, является атмосферой. Количество рычагов 9 (соответственно и выступов 12 с осями 10) может быть больше одного.One of the cavities, for example A, can be partially filled with liquid lubricant necessary for lubricating the mechanisms and parts installed in this cavity and kinematically connected with the shaft 3. In this case, the cavity B, for example, is the atmosphere. The number of levers 9 (respectively, and
Торцовое уплотнение работает следующим образом (фиг.1 и 2). В том случае, если вращение вала 3 отсутствует (фиг.1, режим стоянки или хранения), подвижный элемент 4 и втулка 8 также не вращаются, относительного перемещения вставок 2 и 5 не происходит. Втулка 8 упирается в короткий конец рычага 9, который, в свою очередь, опирается на тело вала 3. Через цилиндрическую витую пружину 7 втулка 8 с минимально необходимым усилием давит на элемент 4, прижимая закрепленную на нем вставку 5 к ответной вставке 2 корпуса 1, чем и создается минимальный необходимый при неподвижном валу 3 уплотнительный эффект. В этом случае даже при длительной стоянке механизма, в котором установлено уплотнение, не происходит деформация уплотнительных элементов (вставок 2 и 5) и взаимная диффузия их поверхностных слоев. Кроме того, минимальная деформация витков пружины 7 позволяет сохранять длительное время ее упругие характеристики.The mechanical seal operates as follows (figures 1 and 2). In the event that there is no rotation of the shaft 3 (Fig. 1, parking or storage mode), the movable element 4 and the sleeve 8 also do not rotate, the relative movement of the
При запуске механизма, в котором установлено уплотнение, и начале вращения вала 3 (фиг.2) вместе с этим валом вращается элемент 4, выступ 12 и, соответственно, рычаг 9. За счет сил трения между элементом 4 и пружиной 7, а также между коротким концом рычага и втулкой 8 последняя также вращается с частотой вала 3.When you start the mechanism in which the seal is installed, and the beginning of rotation of the shaft 3 (figure 2) together with this shaft rotates the element 4, the
В связи с тем, что во время длительной стоянки или в процессе хранения контактные давления в стыке вставок 2 и 5 минимальны и диффузии их поверхностных контактирующих слоев не происходит, при страгивании с места во время запуска механизма не происходит и вырывов материала более мягкого материала одной из вставок 2 и 5.Due to the fact that during prolonged parking or during storage, contact pressures at the junction of
При вращении вала 3 на рычаг 9 действуют центробежные силы, а поскольку его масса распределена неравномерно относительно оси 10, более массивный длинный конец рычага поворачивает его таким образом, что короткий конец этого рычага своим плечом нажимает на втулку 8 в направлении, показанным на фиг. 2 стрелкой. При этом пружина 7 сжимается, и происходит увеличение усилия, действующего на элемент 4 со вставкой 5 в сторону контакта последней со вставкой 2 корпуса 1, что приводит к увеличению контактного давления в стыке вставок 5 и 2 и повышению герметизирующей способности уплотнения. Это обстоятельство позволяет компенсировать снижение вязкости и увеличение проникающей способности смазки, находящейся в полости А, температура которой повышается при работе механизма, в котором установлено уплотнение.When the shaft 3 rotates, centrifugal forces act on the lever 9, and since its mass is distributed unevenly relative to the
Причем, чем выше частота вращения вала 3, т.е. чем в более нагруженном режиме работает этот механизм, тем выше температура смазки, тем выше давление ее паров, ниже ее вязкость и больше проникающая способность и тем большие центробежные силы действуют на рычаг 9 и, соответственно, тем выше контактное давление в уплотнительном стыке между вставками 2 и 5. Этим достигается положительная обратная связь между герметизирующей способностью уплотнения и проникающей способностью смазки. Зависимость между частотой вращения вала и давлением в контакте поверхностей вставок 2 и 5 может корректироваться соотношением плеч рычага 9, массой и положением груза 11.Moreover, the higher the frequency of rotation of the shaft 3, i.e. the more loaded the mechanism, the higher the temperature of the lubricant, the higher the pressure of its vapor, the lower its viscosity and greater penetrating ability and the greater centrifugal forces act on the lever 9 and, accordingly, the higher the contact pressure in the sealing joint between
Таким образом, предложенная конструкция торцового уплотнения позволяет за счет снижения контактного давления между уплотняющими поверхностями и исключения их диффузии в процессе длительной стоянки или хранения при обеспечении высокой герметичности во время работы повысить работоспособность уплотнения и его сохраняемость.Thus, the proposed design of the mechanical seal allows, by reducing contact pressure between the sealing surfaces and eliminating their diffusion during long-term parking or storage, while ensuring high tightness during operation, to increase the performance of the seal and its persistence.
Источники информации:Sources of information:
1. Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник /Л.А.Кондаков, А.И.Голубев, В.Б.Овандер и др.; под общ. ред. А.И.Голубева, Л.А.Кондакова. - М.: Машиностроение, 1986. - 464 с. - С.16, рис.1.6.1. Seals and sealing equipment: Reference book / L.A. Kondakov, A.I. Golubev, V. B. Ovander, and others; under the general. ed. A.I. Golubeva, L.A. Kondakova. - M.: Mechanical Engineering, 1986.- 464 p. - P. 16, Fig. 1.6.
2. Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. В 2-х кн. Кн. I /Под ред. П.Н.Учаева. - М.: Машиностроение, 1988. - 560 с. - С.486-487, рис.654, 655.2. Orlov P.I. Design Basics: Reference and methodological manual. In 2 kn. Prince I / Ed. P.N. Uchaeva. - M.: Mechanical Engineering, 1988 .-- 560 p. - S. 486-487, Fig. 644, 655.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004117255/06A RU2266454C1 (en) | 2004-06-07 | 2004-06-07 | Face seal for shaft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004117255/06A RU2266454C1 (en) | 2004-06-07 | 2004-06-07 | Face seal for shaft |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2266454C1 true RU2266454C1 (en) | 2005-12-20 |
Family
ID=35869724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004117255/06A RU2266454C1 (en) | 2004-06-07 | 2004-06-07 | Face seal for shaft |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2266454C1 (en) |
-
2004
- 2004-06-07 RU RU2004117255/06A patent/RU2266454C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ОРЛОВ П.И. Основы конструирования, Москва, Машиностроение, Кн.1, 1988, с.486, рис.654. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7648143B2 (en) | Tandem dual element intershaft carbon seal | |
CA1056869A (en) | Shaft seal | |
US6161838A (en) | Cartridge seal stack | |
US4243233A (en) | Seal ring having a tapered surface, and a sealing device | |
CN217481797U (en) | Clutch assembly | |
JPH02271106A (en) | Sliding bearing device | |
RU2266454C1 (en) | Face seal for shaft | |
US2200151A (en) | Seal construction | |
US6158744A (en) | Seal arrangement providing a seal between a bore and a rod movable in the bore | |
CN1168911C (en) | Clutch with roller release yoke | |
CN105443610A (en) | Embedded friction clutch | |
US2986430A (en) | Composite bearing | |
US6811012B2 (en) | Clutch release bearing with rollerized fork contacts | |
CN2714885Y (en) | Bearing soft pretightening and anti-rotating structure | |
US4226321A (en) | Self-aligning clutch bearing assembly | |
US8870459B2 (en) | Self-adjusting bushing bearing | |
WO2014186223A1 (en) | Refrigerant compressor shaft seal | |
WO2007017061A1 (en) | Motor vehicle clutch linkage lubrication | |
JPS57131893A (en) | Scroll compressor | |
US1902960A (en) | Packing gland | |
CN220770133U (en) | Sealing structure of container transmission mechanism | |
US4919439A (en) | Balanced ring seal | |
CN101135376B (en) | Self-tightening type mechanical sealing device | |
JPH07151139A (en) | Dynamic pressure bearing | |
CN213332124U (en) | Hydraulic clutch separation system and vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060608 |