RU2295082C2

RU2295082C2 - End seal

Info

Publication number: RU2295082C2
Application number: RU2004126908/06A
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Стрелец (UA); Владимир Николаевич Стрелец; Игорь Александрович Похильчук (UA); Игорь Александрович Похильчук; Владимир Михайлович Василюк (UA); Владимир Михайлович Василюк; Сергей Иванович Крицын (UA); Сергей Иванович Крицын
Original assignee: Украинский государственный университет водного хозяйства и природопользования; Открытое акционерное общество "Укртранснафта"
Priority date: 2004-09-07
Filing date: 2004-09-07
Publication date: 2007-03-10
Also published as: RU2004126908A

Abstract

FIELD: the invention refers to sealing arrangements of rotating shafts of pumps, machines and apparatus of chemical, oil-refining and other industries.

SUBSTANCE: the end seal has a body, a shaft, nonrotating and rotating seal rings contacting between themselves on the flat surface of friction. A ring groove of a trapezoidal profile is fulfilled on the surface of friction of the rotating ring. It is connected with the channels of cone cavities radially located from the side of the foundation. These cavities are directed with their tops outside and are connected through them with the cavity being sealed which is divided by small balls with the aid of leaf rings. The face of the outside lateral side of the trapezoidal ring groove is fulfilled with possibility of creation of a wedge-shaped ring cavity and forming of a hydraulic lock at sealed medium entry.

EFFECT: the construction of the end seal complicates possibility of penetration of sealed medium in the ring groove and excludes possibility of penetration of sealed medium outside.

3 dwg

Description

Изобретение относится к уплотняющим устройствам вращающихся валов насосов, машин и аппаратов химической, нефтеперерабатывающей и других отраслей промышленности.The invention relates to sealing devices for rotating shafts of pumps, machines and apparatus of the chemical, oil refining and other industries.

Известно торцовое уплотнение (патент РФ N2145020), наиболее близкое по своей технической сущности к предлагаемому, содержащее корпус, вал, невращающееся и вращающееся уплотнительные кольца, контактирующие между собой по плоской поверхности трения, причем на поверхности трения вращающегося кольца выполнена кольцевая канавка трапециевидного профиля, соединенная каналами с коническими радиально расположенными полостями, со стороны основания. Эти полости обращены вершинами наружу и сообщены ими с уплотняемой полостью, которые разделены шариками посредством пластинчатых пружин.A mechanical seal is known (RF patent N2145020), which is closest in technical essence to the invention, comprising a housing, a shaft, a non-rotating and rotating sealing rings in contact with each other on a flat friction surface, and an annular groove of a trapezoidal profile made on the friction surface of the rotating ring channels with conical radially located cavities, from the side of the base. These cavities face outward with their peaks and communicate with the cavity being sealed, which are separated by balls by means of leaf springs.

Основным недостатком известного торцового уплотнения является неспособность отводить увеличенное количество уплотняемой среды из-за того, что затруднено движение уплотняемой среды по осевым каналам вследствие прилипания уплотняемой среды под действием центробежной силы к стенкам канала.The main disadvantage of the known mechanical seal is the inability to discharge an increased amount of the medium being sealed due to the fact that the movement of the medium being sealed along the axial channels is difficult due to the sticking of the medium being sealed under the action of centrifugal force to the channel walls.

Задача изобретения - уменьшение количества уплотняемой среды, которая попадает в кольцевую канавку.The objective of the invention is to reduce the number of sealed medium that enters the annular groove.

Технический результат достигается тем, что на внешней боковой стороне трепециевидной кольцевой канавки выполнена фаска, которая образует клиновидную кольцевую полость, в которую под воздействием центробежной силы поступает уплотняемая среда и образует гидравлический замок, который уменьшает вытекание уплотняемой среды.The technical result is achieved by the fact that a chamfer is made on the outer lateral side of the trepezoidal annular groove, which forms a wedge-shaped annular cavity, into which, under the influence of centrifugal force, a sealed medium enters and forms a hydraulic lock that reduces leakage of the sealed medium.

На фиг.1 изображено торцовое уплотнение, общий вид; на фиг.2 - вид Б на фиг.1; на фиг.3 - вид В на фиг.2.Figure 1 shows the mechanical seal, General view; figure 2 is a view of B in figure 1; figure 3 is a view In figure 2.

Торцовое уплотнение состоит из неподвижного кольца трения 1, установленного в корпусе 2, загерметизированного посредством вторичных уплотнений 3 и 4 и закрепленного штифтами 5, подвижного кольца трения 6, на торцовой поверхности которого выполнена кольцевая канавка в форме прямоугольной трапеции 7, внешняя боковая сторона которой наклонена под утлом α к оси вращения кольца и на ней выполнена фаска 8, образующая клиновидную полость 9. Подвижное кольцо трения 6 установлено во втулке 10 и загерметизированного вторичными уплотнениями 11 и 12. Во втулке 10 выполнены конические радиально расположенные полости 13, соединенные продольными каналами 14 с кольцевой канавкой 7, закрытые шариками 15 при помощи пластинчатых пружин 16. Втулка 10 соединена с валом 17 посредством шпонки 18 и герметизируется вторичным уплотнением 19. Неподвижное кольцо трения 1 прижато к подвижному кольцу 6 нажимным элементом 20 через пружину 21.The mechanical seal consists of a fixed friction ring 1 installed in the housing 2, sealed with secondary seals 3 and 4 and secured with pins 5, a movable friction ring 6, on the end surface of which an annular groove is made in the form of a rectangular trapezoid 7, the outer side of which is inclined under a corner α to the axis of rotation of the ring and a chamfer 8 is formed on it, forming a wedge-shaped cavity 9. A movable friction ring 6 is installed in the sleeve 10 and sealed with secondary seals 11 and 12. In the w Section 10 has conical radially spaced cavities 13 connected by longitudinal channels 14 with an annular groove 7, closed by balls 15 by means of leaf springs 16. The sleeve 10 is connected to the shaft 17 by means of a key 18 and is sealed by a secondary seal 19. The fixed friction ring 1 is pressed against the movable ring 6 by the pressure member 20 through the spring 21.

Уплотнение работает следующим образом.Sealing works as follows.

При остановленном вале 17 герметизация уплотнения осуществляется стыком колец трения 1 и 6 за счет их прижатия нажимным элементом 20 через пружину 21, а конические радиально расположенные полости 13 закрыты шариками 15 посредством пластинчатых пружин 16. При вращении вала 17 вращается втулка 10 с кольцом трения 6. Уплотняемая среда стремится проникнуть через стык колец трения 1 и 6 наружу и попадает в кольцевую канавку 7, которая выполнена в форме прямоугольной трапеции, внешняя боковая сторона которой наклонена под углом α к оси вращения кольца 6 и на ней выполнена фаска 8, образующая клиновидную кольцевую полость 9. Под действием центробежной силы уплотняемая среда прижимается к внешней стороне канавки 7 и ее часть попадает в клиновидную кольцевую полость 9, где образует гидравлический замок, который препятствует проникновению уплотняемой среды в кольцевую канавку 7. Оставшаяся в кольцевой канавке 7 уплотняемая среда движется в сопряженные каналы 14, через которые попадает в радиально расположенные полости 13. Под действием центробежной силы уплотняемая среда давит на шарики 15, преодолевая упругость пружин 16, через образованную щель выбрасывается обратно в уплотняемую полость. При уменьшении центробежной силы под действием упругой силы пружин 16 шарики 15 плотно закрывают конические радиально расположенные полости 13. Этим перекрывается обратное проникновение уплотняемой среды через конические радиально расположенные полости 13 и продольные каналы 14 в кольцевую канавку 7 и далее наружу.When the shaft 17 is stopped, the seal is sealed by the joint of the friction rings 1 and 6 due to their pressing by the pressing element 20 through the spring 21, and the conical radially located cavities 13 are closed by balls 15 by means of leaf springs 16. When the shaft 17 rotates, the sleeve 10 rotates with the friction ring 6. The sealing medium tends to penetrate through the joint of the friction rings 1 and 6 and enters the annular groove 7, which is made in the form of a rectangular trapezoid, the outer side of which is inclined at an angle α to the axis of rotation of the ring 6 and and it has a chamfer 8, forming a wedge-shaped annular cavity 9. Under the action of centrifugal force, the medium being compacted is pressed against the outer side of the groove 7 and its part enters the wedge-shaped annular cavity 9, where it forms a hydraulic lock that prevents the penetration of the sealed medium into the annular groove 7. The remaining in the annular groove 7, the medium to be sealed moves into the conjugate channels 14, through which it enters the radially located cavities 13. Under the action of centrifugal force, the medium to be compressed presses the balls 15, overcoming left elasticity of the springs 16, through the slit formed is discharged back into the sealing cavity. When the centrifugal force decreases under the action of the elastic force of the springs 16, the balls 15 tightly close the conical radially located cavities 13. This blocks the reverse penetration of the medium being sealed through the conical radially located cavities 13 and the longitudinal channels 14 into the annular groove 7 and further outward.

Таким образом, предложенная конструкция торцового уплотнения усложняет возможность проникновения уплотняемой среды в кольцевую канавку и исключает возможность проникновения уплотняемой среды наружу.Thus, the proposed design of the mechanical seal complicates the possibility of penetration of the sealing medium into the annular groove and eliminates the possibility of penetration of the sealing medium outside.

Claims

A mechanical seal containing a housing, a shaft, non-rotating and rotating sealing rings contacting each other on a flat friction surface, and on the friction surface of the rotating ring an annular groove of a trapezoidal profile is made, connected by channels with conical radially spaced cavities, on the base side, these cavities face vertices outward and communicated by them with a sealed cavity, which are separated by balls by means of leaf springs, characterized in that the chamfer on the outer side ONET trapezoidal annular groove configured to create a wedge-shaped annular cavity and the formation of a hydraulic lock when entering the sealed environment.