RU2305810C1

RU2305810C1 - Double face sealing for rotating shaft

Info

Publication number: RU2305810C1
Application number: RU2005140441/06A
Authority: RU
Inventors: Игорь Васильевич Сафронов (RU); Игорь Васильевич Сафронов; Николай Борисович Красников (RU); Николай Борисович Красников; Алексей Михайлович Цыганов (RU); Алексей Михайлович Цыганов; Павел Владимирович Набоких (RU); Павел Владимирович Набоких; Сергей Николаевич Михайлов (RU); Сергей Николаевич Михайлов; мичева Тать на Николаевна Гал (RU); Татьяна Николаевна Галямичева
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Вектор"
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2007-09-10
Also published as: RU2005140441A

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: double face seal comprises two unmovable friction rings that embrace the shaft and two spring-loaded movable friction rings mounted on the shaft between the unmovable friction rings. The movable rings are pressed to appropriate unmovable rings and have secondary flexible seal with respect to the shaft. The yoke is interposed between the friction rings and is locked against rotation with respect to the shaft by means of a spring-loaded pin set in the yoke. The output end of the pin is set in the groove made in the shaft. The secondary flexible seal is mounted in the movable friction ring provided with the pressing washer from the open face. The springs that pass through the openings in the yoke are interposed between the pressing washers. The yoke is provided with a carrier made of a plate and used for transmitting torque from the shaft to the movable friction rings. The ends of the carrier are set in the grooves in the movable friction rings for permitting the movable rings to move in the axial direction with respect to the shaft.

EFFECT: simplified design.

2 dwg

Description

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения вращающихся валов.The invention relates to a sealing technique and can be used to seal rotating shafts.

Известно торцевое уплотнение, содержащее подвижное и неподвижное кольца пары трения, причем подвижное кольцо трения связано с обоймой, закрепленной на валу, и подпружинено относительно обоймы, а между последней и подвижным кольцом помещена нажимная обойма с поводками, кинематически связанная с подвижным кольцом и обоймой поводками, помещенными в шлицевые обоймы (см. авторское свидетельство SU №731152, кл. F16J 15/34, опубл. 30.04.80).A mechanical seal is known that contains a movable and fixed ring of a friction pair, and the movable friction ring is connected to a cage fixed to the shaft and spring-loaded relative to the cage, and a pressure cage with leashes is placed between the last and the movable ring, kinematically connected with the movable ring and the cage of the leashes, placed in slotted clips (see copyright certificate SU No. 731152, class F16J 15/34, publ. 30.04.80).

Однако в данной конструкции торцевого уплотнения вращающееся фрикционное кольцо подвижного кольца трения помещено в штампованную обойму, имеющую удлиненные поводки, отштампованные вместе с обоймой. Такая конструкция имеет сравнительно невысокую надежность, что связано с тем, что отштампованные вместе с обоймой поводки выполнены из тонкого листового материала и поэтому обламываются при эксплуатации уплотнения, выводя последнее из строя. Кроме того, необходимость выполнения обоймы методом глубокой штамповки и последующая механическая обработка обоймы ведет к повышению стоимости изготовления торцевого уплотнения, а большая масса вращающихся частей может привести к увеличению вибраций и снижению ресурса торцевого уплотнения.However, in this design of the mechanical seal, the rotating friction ring of the movable friction ring is placed in a stamped cage having elongated leashes stamped together with the cage. This design has a relatively low reliability, due to the fact that the leads, stamped together with the clip, are made of thin sheet material and therefore break off during operation of the seal, incapacitating the latter. In addition, the need to perform the cage by deep stamping and subsequent mechanical processing of the cage leads to an increase in the cost of manufacturing the mechanical seal, and a large mass of rotating parts can lead to increased vibrations and a reduced life of the mechanical seal.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является двойное торцевое уплотнение вращающегося вала, содержащее два охватывающих вал неподвижных кольца трения и размещенные на валу между последними два подпружиненных подвижных кольца трения, каждое из которых прижато к своему неподвижному кольцу трения и имеет вторичное эластичное уплотнение относительно вала (см. патент RU №2136995, кл. F16J 15/34, опубл. 10.09.1999).The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a double mechanical seal of a rotating shaft, comprising two stationary friction rings enclosing the shaft and two spring-loaded movable friction rings located on the shaft between the latter, each of which is pressed against its stationary friction ring and has a secondary elastic seal relative to the shaft (see patent RU No. 2136995, CL F16J 15/34, publ. 09/10/1999).

Описанное выше торцевое уплотнение имеет более высокую надежность работы, однако и в этой конструкции торцевого уплотнения использовано много профилированных деталей, а на валу необходимо выполнить несколько продольных пазов, в которых должны быть размещены горизонтальные параллельные участки поводков, что усложняет сборку и эксплуатацию торцевого уплотнения и приводит к снижению надежности его работы.The mechanical seal described above has higher reliability, however, many shaped parts are also used in this mechanical seal design, and several longitudinal grooves must be made on the shaft, in which horizontal parallel sections of the leads must be placed, which complicates the assembly and operation of the mechanical seal and leads to reduce the reliability of his work.

Задача изобретения - упрощение конструкции двойного торцевого уплотнения.The objective of the invention is to simplify the design of the double mechanical seal.

Техническим результатом, на достижение которого направлено настоящее изобретение, является повышение надежности торцевого уплотнения.The technical result to which the present invention is directed is to increase the reliability of the mechanical seal.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что двойное торцевое уплотнение вращающегося вала содержит два охватывающих вал неподвижных кольца трения и размещенные на валу между последними два подпружиненных подвижных кольца трения, каждое из которых прижато к своему неподвижному кольцу трения и имеет вторичное эластичное уплотнение относительно вала, при этом между подвижными кольцами трения на валу установлена обойма, зафиксированная от проворота относительно вала посредством установленного в обойме подпружиненного штифта, выходной конец которого расположен в выполненном на валу пазу, вторичное эластичное уплотнение установлено в подвижном кольце трения, снабженном с открытого торца нажимной шайбой, между нажимными шайбами установлены вокруг вала пружины, проходящие через отверстия обоймы, при этом на обойме закреплен выполненный в виде пластины поводок для передачи крутящего момента от вала к подвижным кольцам трения, а концы поводка вставлены в выполненные в подвижных кольцах трения пазы с возможностью перемещения подвижных колец в осевом направлении относительно вала.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the double mechanical seal of the rotating shaft contains two stationary friction rings enclosing the shaft and two spring-loaded movable friction rings placed on the shaft between the latter, each of which is pressed against its fixed friction ring and has a secondary elastic the seal relative to the shaft, while between the movable friction rings on the shaft a cage is installed, fixed from rotation relative to the shaft by means of installed in both There is a spring-loaded pin, the output end of which is located in the groove made on the shaft, the secondary elastic seal is installed in the movable friction ring, equipped with a pressure washer from the open end, between the pressure washers are installed around the spring shaft passing through the holes of the cage, while the the plate is a leash for transmitting torque from the shaft to the movable friction rings, and the ends of the leash are inserted into grooves made in the movable friction rings rings relative to the shaft in the axial direction.

Для решения поставленной задачи конструкция двойного торцевого уплотнения выполнена из однотипных простых в изготовлении деталей. Выполнение конструкции торцевого уплотнения в виде симметричной самоустанавливающейся конструкции позволило выполнить поводок в виде плоской пластины, закрепленной по центру на зафиксированной относительно вала обойме. Размещение между нажимными шайбами нескольких пружин, размещенных вокруг вала, позволяет повысить надежность работы уплотнения, поскольку выход из строя одной пружины не приведет к разгерметизации уплотнения и нарушению его работы. Кроме того, пропущенные через обойму пружины являются дополнительными поводками, через которые выравнивают усилие, передаваемое поводком подвижным кольцам трения как в осевом, так и в окружном направлении, что позволяет дополнительно повысить надежность работы торцевого уплотнения.To solve this problem, the design of the double mechanical seal is made of the same parts that are simple to manufacture. The design of the mechanical seal in the form of a symmetrical self-aligning structure made it possible to make a leash in the form of a flat plate fixed in the center on a clip fixed relative to the shaft. Placing between the pressure washers of several springs placed around the shaft, improves the reliability of the seal, since failure of one spring will not lead to depressurization of the seal and disruption of its operation. In addition, the springs passed through the cage are additional leads, through which the force transmitted by the lead to the moving friction rings in the axial and in the circumferential direction is evened out, which further improves the reliability of the mechanical seal.

На фиг.1 изображен общий вид описываемого уплотнения и на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Figure 1 shows a General view of the described seal and figure 2 is a section aa in figure 1.

Двойное торцевое уплотнение вращающегося вала содержит два охватывающих вал 1 неподвижных кольца трения 2 и размещенные на валу 1 между последними два подпружиненных подвижных кольца трения 3, каждое из которых прижато к своему неподвижному кольцу трения 2 и имеет вторичное эластичное уплотнение 4 относительно вала. Между подвижными кольцами трения 3 на валу 1 установлена обойма 5, зафиксированная от проворота относительно вала 1 посредством установленного в обойме 5 подпружиненного штифта 6, выходной конец которого расположен в выполненном на валу 1 пазу. Вторичное эластичное уплотнение 4 установлено в подвижном кольце трения 3, снабженном с открытого торца нажимной шайбой 7. Между нажимными шайбами 7 установлены вокруг вала 1 пружины 8, проходящие через отверстия обоймы 5. На обойме 5 закреплен выполненный в виде пластины поводок 9 для передачи крутящего момента от вала 1 к подвижным кольцам трения 3, а концы поводка 9 вставлены в выполненные в подвижных кольцах трения 3 пазы с возможностью перемещения подвижных колец трения 3 в осевом направлении относительно вала 1. Штифт 6 подпружинен посредством охватывающей обойму 5 пружинной проволоки 10, концы которой зафиксированы в обойме 5.The double mechanical seal of the rotating shaft contains two stationary friction rings 2 enclosing the shaft 1 and two spring-loaded movable friction rings 3, each of which is pressed against its fixed friction ring 2 and placed on the shaft 1, and has a secondary elastic seal 4 relative to the shaft. A ferrule 5 is mounted between the movable friction rings 3 on the shaft 1, which is fixed against rotation relative to the shaft 1 by means of a spring pin 6 installed in the ferrule 5, the output end of which is located in a groove made on the shaft 1. A secondary elastic seal 4 is installed in a movable friction ring 3, equipped with an open washer 7. From between the washers 7, springs 8 are installed around the shaft 1, passing through the holes of the yoke 5. A yoke 9 made in the form of a plate is attached to the yoke 5 to transmit torque from the shaft 1 to the movable friction rings 3, and the ends of the leash 9 are inserted into the grooves made in the movable friction rings 3 with the possibility of moving the movable friction rings 3 in the axial direction relative to the shaft 1. The pin 6 is spring loaded th spanning 5 clip spring wire 10, the ends of which are fixed in a holder 5.

Уплотнение работает следующим образом.Sealing works as follows.

Вращение вала 1 через обойму 5 и поводок 9 передается подвижным кольцам трения 3. Пружинами 8 подвижные кольца трения 3 удерживаются на своих местах и прижимаются каждое к своему неподвижному кольцу трения 2, предотвращая утечки через торцевое уплотнение. Утечки вдоль поверхности вала 1 предотвращаются вторичными эластичными уплотнениями 4, которые прижимаются к валу 1 и подвижным кольцам трения 3 пружинами 8 через нажимные шайбы 7.The rotation of the shaft 1 through the yoke 5 and the leash 9 is transmitted to the movable friction rings 3. By the springs 8, the movable friction rings 3 are held in place and each are pressed to their fixed friction ring 2, preventing leakage through the mechanical seal. Leaks along the surface of the shaft 1 are prevented by secondary elastic seals 4, which are pressed against the shaft 1 and the movable friction rings 3 by the springs 8 through the pressure washers 7.

Настоящее изобретение может быть использовано в машиностроении, нефтедобывающей и газодобывающей промышленности в насосах, турбинах и других видах машин, где требуется обеспечить герметичность между вращающимся валом и неподвижными элементами, например корпусом насоса или турбины.The present invention can be used in mechanical engineering, oil and gas industry in pumps, turbines and other types of machines where it is necessary to ensure tightness between a rotating shaft and fixed elements, such as a pump or turbine housing.

Claims

A double mechanical seal of a rotating shaft, comprising two stationary friction rings enclosing the shaft and placed on the shaft between the last two spring-loaded movable friction rings, each of which is pressed against its fixed friction ring and has a secondary elastic seal relative to the shaft, characterized in that between the movable friction rings a cage is installed on the shaft, fixed from rotation relative to the shaft by means of a spring-loaded pin installed in the cage, the output end of which is located in made on the shaft groove, the secondary elastic seal is installed in a movable friction ring, equipped with an open washer with a pressure washer, between the pressure washers installed around the shaft of the spring, passing through the holes of the cage, while the holder is made in the form of a plate a leash for transmitting torque from the shaft to the movable rings of friction, and the ends of the leash are inserted into grooves made in the movable rings of friction with the possibility of moving the movable rings in the axial direction relative to the shaft.