RU2306466C2 - Method of sealing of rotating shaft and seal used for this purpose - Google Patents
Method of sealing of rotating shaft and seal used for this purpose Download PDFInfo
- Publication number
- RU2306466C2 RU2306466C2 RU2005130180/06A RU2005130180A RU2306466C2 RU 2306466 C2 RU2306466 C2 RU 2306466C2 RU 2005130180/06 A RU2005130180/06 A RU 2005130180/06A RU 2005130180 A RU2005130180 A RU 2005130180A RU 2306466 C2 RU2306466 C2 RU 2306466C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coils
- shaft
- rotating shaft
- sealing
- rigidly
- Prior art date
Links
Landscapes
- Sealing Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к дейдвудному уплотнению вращающегося судового вала и может быть применено в химической промышленности, машиностроении и других отраслях. Кроме того, предлагаемое техническое решение может быть применено при уплотнении вращающихся валов в трубопроводной арматуре (краны, задвижки и прочие изделия).The invention relates to a stern seal of a rotating ship shaft and can be applied in the chemical industry, mechanical engineering, and other industries. In addition, the proposed technical solution can be applied when sealing rotating shafts in pipe fittings (taps, valves and other products).
Известны различные типы уплотнений вращающихся валов, которые, как правило, выполняются торцевыми: с сильфоном, с кольцом и манжетой, с мембраной и прочие. Эти типы уплотнений приведены в книге А.И.Голубева «Современные уплотнения вращающихся валов», МАШГИЗ, Москва, 1963 г., страница 7.There are various types of seals of rotating shafts, which are usually performed face: with a bellows, with a ring and a sleeve, with a membrane and others. These types of seals are given in the book by A. I. Golubev, “Modern Seals of Rotating Shafts,” MASHGIZ, Moscow, 1963, page 7.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому принимается конструкция торцевого уплотнения, приведенная в справочнике под общей редакцией А.И.Голубева и Л.А.Кондакова «Уплотнения и уплотнительная техника, Москва, «Машиностроение», 1986 г., стр.288. Торцевое уплотнение состоит из пары трения, выполненной в виде двух уплотнительных колец, прилегающих одно к другому по плоскому торцу. Одно из колец зафиксировано либо в корпусе, либо на валу и герметизировано уплотнительным элементом. Другое кольцо имеет свободу угловых и осевых перемещений и установлено в упругом элементе. Данное техническое решение принято за прототип к заявляемому.The closest technical solution to the claimed one is the design of the mechanical seal, given in the reference manual edited by A. I. Golubev and L. A. Kondakov, “Seals and sealing equipment, Moscow, Engineering, 1986, p. 288. The mechanical seal consists of a friction pair made in the form of two sealing rings adjacent to one another on a flat end. One of the rings is fixed either in the housing or on the shaft and sealed with a sealing element. The other ring has freedom of angular and axial movements and is installed in the elastic element. This technical solution is taken as a prototype of the claimed.
Недостатками торцевого уплотнения являются сложность конструкции, наличие двух уплотнительных элементов (подвижное и неподвижное), повышенный износ торцевого уплотнения вследствие его расположения на большем диаметре по сравнению с наружным диаметром уплотняемого вала.The disadvantages of the mechanical seal are the design complexity, the presence of two sealing elements (movable and stationary), increased wear of the mechanical seal due to its location on a larger diameter compared to the outer diameter of the shaft being sealed.
Целью настоящего изобретения является снижение стоимости уплотнения, повышение надежности соединения и увеличение срока его эксплуатации.The aim of the present invention is to reduce the cost of sealing, increasing the reliability of the connection and increasing its service life.
Для достижения указанных целей необходимо решить ряд задач, заключающихся в упрощении конструкции, уменьшении количества деталей, снижении линейных скоростей в паре трения.To achieve these goals, it is necessary to solve a number of problems consisting in simplifying the design, reducing the number of parts, reducing linear speeds in the friction pair.
Указанные цели достигаются в способе уплотнения вращающегося вала, проходящего через неподвижную корпусную конструкцию заключающемся в том, что эластичный элемент пары трения выполняют в виде эластичных кольцевых витков. При этом один из крайних витков жестко и герметично закрепляют к фланцу неподвижной корпусной конструкции, а другой крайний виток жестко и герметично закрепляют к подвижному фланцу, которым витки прижимают друг к другу в аксиальном направлении и скручивают в сторону уменьшения диаметра, до обеспечения контакта внутренними поверхностями витков с уплотняемой поверхностью вала, представляющего собой другой элемент пары трения.These goals are achieved in a method of sealing a rotating shaft passing through a fixed housing structure consisting in the fact that the elastic element of the friction pair is made in the form of elastic ring turns. In this case, one of the extreme turns is rigidly and hermetically fixed to the flange of the fixed housing structure, and the other extreme turn is rigidly and hermetically fixed to the movable flange, with which the turns are pressed against each other in the axial direction and twisted in the direction of decreasing diameter, until the inner surfaces of the turns are in contact with a sealed shaft surface, which is another element of a friction pair.
Часть эластичных кольцевых витков может быть выполнена из материала, образующего пары трения в аксиальном направлении.Part of the elastic ring turns can be made of a material forming friction pairs in the axial direction.
Уплотнение вращающегося вала, пропущенного через корпусную поверхность, имеет охватывающий его эластичный элемент пары трения. Этот эластичный кольцевой элемент выполнен в виде кольцевых витков прямоугольного сечения. Один крайний виток герметично и жестко закреплен на неподвижном фланце, который жестко и герметично закреплен на корпусной конструкции. Противоположный крайний виток жестко и герметично связан с подвижным фланцем. Подвижный фланец связан с упругими элементами, например пружинами, обеспечивающими прижатие торцевых поверхностей витков между собой и скручивания их вокруг оси вала в направлении уменьшения диаметра витков до контакта с валом.The seal of the rotating shaft passed through the housing surface has an elastic element of a friction pair enveloping it. This elastic ring element is made in the form of annular turns of rectangular cross section. One extreme turn is hermetically and rigidly fixed on a fixed flange, which is rigidly and hermetically fixed on a hull structure. The opposite end turn is rigidly and hermetically connected to the movable flange. The movable flange is connected with elastic elements, for example, springs, which ensure that the end surfaces of the coils are pressed together and twisted around the shaft axis in the direction of reducing the diameter of the coils until they contact the shaft.
Часть кольцевых витков по отношению к соседним может быть выполнена из материала, образующего пары трения в аксиальном направлении.A part of the ring turns with respect to the neighboring ones can be made of material forming friction pairs in the axial direction.
Крайние витки могут выполняться с большим внутренним диаметром по отношению к средним.The extreme turns can be performed with a large inner diameter relative to the average.
Устройство, поясняющее способ уплотнения вращающегося вала, приведено на чертеже.A device explaining the method of sealing a rotating shaft is shown in the drawing.
Вращающийся вал 1 проходит через корпусную конструкцию 2. К корпусной конструкции 2 жестко и герметично крепится неподвижный фланец 3. Герметичность достигается за счет уплотнительного элемента 6. К фланцу 3 жестко и герметично крепится крайний эластичный кольцевой виток 7. Противоположный крайний эластичный кольцевой виток 7 жестко и герметично связан с подвижным фланцем 4. Между крайними витками 7 располагаются средние витки 8. Неподвижный фланец 3 и подвижный фланец 4 связаны между собой пружинами 5, расположенными под углом к оси вала и находящимися в растянутом (рабочем) состоянии. На чертеже показаны крайние витки 7, выполненные стальными с большим внутренним диаметром по отношению к средним кольцевым эластичным виткам 8. Однако эти витки могут быть выполнены из материала средних витков, например из фторопласта с графитовым наполнителем с внутренним диаметром, как у средних витков. Для установки на несъемные валы детали 3, 4 и 6-8 выполняются разъемными с последующим соединением при монтаже. Средние эластичные витки 8 могут быть цельными и установлены по специально разработанной технологии (технология монтажа будет описана в следующей заявке). Для предохранения больших и дорогих валов от износа при трении на них может устанавливаться облицовка, контактирующая с средними витками 8. Количество витков 7 и 8 может быть любое, а минимальное количество витков 1,0.The rotating shaft 1 passes through the housing structure 2. The fixed flange 3 is rigidly and hermetically attached to the housing structure 2. The tightness is achieved by the sealing element 6. The extreme elastic ring coil 7 is rigidly and hermetically attached to the flange 3. The opposite extreme elastic ring coil 7 is rigidly and hermetically connected to the movable flange 4. Between the extreme turns 7 are the middle turns 8. The fixed flange 3 and the movable flange 4 are interconnected by springs 5, located at an angle to the shaft axis and dressed in a stretched (working) condition. The drawing shows the extreme coils 7 made of steel with a large inner diameter with respect to the middle annular elastic coils 8. However, these coils can be made of medium coils, for example, fluoroplastic with graphite filler with an inner diameter, as in the middle coils. For installation on non-removable shafts, parts 3, 4 and 6-8 are detachable with subsequent connection during installation. The middle elastic coils 8 can be solid and installed using a specially developed technology (installation technology will be described in the next application). To protect large and expensive shafts from wear during friction, they can be fitted with a lining in contact with the middle turns 8. The number of turns 7 and 8 can be any, and the minimum number of turns is 1.0.
Между эластичными кольцевыми витками 8 могут быть установлены дополнительные витки из материала, образующего пары трения при радиальных перемещениях витков 8 между собой при биении вращающегося вала.Between the elastic ring coils 8 can be installed additional coils of material forming pairs of friction during the radial movements of the coils 8 with each other during beating of a rotating shaft.
Устройство работает следующим образов. Предположим, что это судовое дейдвудное уплотнительное устройство. Тогда корпусная конструкция 2 - это перегородка, за которой находится вода. Со стороны перегородки вода может дойти только до среднего эластичного кольцевого витка 8, так как он находится в контакте, по внутреннему диаметру, с уплотняемой поверхностью вала 1 (или облицовки) и по торцевым поверхностям с крайними витками 7. На чертеже герметизирующие контакты создаются за счет пружин 5, которые из-за углового размещения по отношению к оси вала создают силы, направленные аксиально (вдоль) и радиально (перпендикулярно) к оси вала. Аксиальная сила обеспечивает прижатие торцевых поверхностей между витками. Радиальная сила создает момент, скручивающий кольцевые эластичные витки вокруг вала, что вызывает уменьшение внутреннего диаметра среднего кольцевого эластичного витка 8 до контакта с валом.The device operates as follows. Suppose this is a marine stern-sealing device. Then the body structure 2 is a partition, behind which there is water. From the septum side, water can only reach the middle elastic ring turn 8, since it is in contact, in inner diameter, with the sealing surface of the shaft 1 (or facing) and on the end surfaces with the extreme turns 7. In the drawing, the sealing contacts are created by springs 5, which due to the angular arrangement with respect to the shaft axis create forces directed axially (along) and radially (perpendicularly) to the shaft axis. Axial force provides pressing of the end surfaces between the turns. Radial force creates a moment twisting the annular elastic coils around the shaft, which causes a decrease in the inner diameter of the middle annular elastic coil 8 to contact with the shaft.
При вращении вала 1 он имеет биение. Это биение передается на средний кольцевой эластичный виток 8, который имеет свободу радиального перемещения по отношению к крайним кольцевым эластичным виткам 7. По мере вращения вала 1 происходит вначале притирка трущихся в радиальном и аксиальном направлениях поверхностей между собой, а в дальнейшем их износ. Износ компенсируется пружинами 5 за счет аксиального и радиального перемещения трущихся поверхностей витков.When the shaft 1 rotates, it has a runout. This runout is transmitted to the middle annular elastic coil 8, which has the freedom of radial movement with respect to the extreme ring elastic turns 7. As the shaft 1 rotates, the surfaces rubbing together in the radial and axial directions are first ground together, and then they wear out. Depreciation is compensated by springs 5 due to the axial and radial movement of the friction surfaces of the turns.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005130180/06A RU2306466C2 (en) | 2005-09-27 | 2005-09-27 | Method of sealing of rotating shaft and seal used for this purpose |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005130180/06A RU2306466C2 (en) | 2005-09-27 | 2005-09-27 | Method of sealing of rotating shaft and seal used for this purpose |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005130180A RU2005130180A (en) | 2007-04-10 |
RU2306466C2 true RU2306466C2 (en) | 2007-09-20 |
Family
ID=37999922
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005130180/06A RU2306466C2 (en) | 2005-09-27 | 2005-09-27 | Method of sealing of rotating shaft and seal used for this purpose |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2306466C2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516729C1 (en) * | 2013-03-20 | 2014-05-20 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" Российская Федерация | Radial-end contact seal of turbo-machine support |
RU2525370C1 (en) * | 2013-06-06 | 2014-08-10 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Turbomachine support radial end seal |
RU2529278C1 (en) * | 2013-08-09 | 2014-09-27 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" Республика Башкортостан | Inter-shaft radial-end contact seal |
RU2561809C1 (en) * | 2014-08-14 | 2015-09-10 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Contact graphite sealing of turbine machine rotor |
RU2614904C1 (en) * | 2015-11-05 | 2017-03-30 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Turbomachine rotor radial end seal |
RU2614910C1 (en) * | 2016-03-22 | 2017-03-30 | Публичное акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ПАО "УМПО" | Combination seal of turbomachine |
-
2005
- 2005-09-27 RU RU2005130180/06A patent/RU2306466C2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГОЛУБЕВ А.И и КОНДАКОВ Л.А. Уплотнения и уплотнительная техника. - М.: Машиностроение, 1986, с.288. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516729C1 (en) * | 2013-03-20 | 2014-05-20 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" Российская Федерация | Radial-end contact seal of turbo-machine support |
RU2525370C1 (en) * | 2013-06-06 | 2014-08-10 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Turbomachine support radial end seal |
RU2529278C1 (en) * | 2013-08-09 | 2014-09-27 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" Республика Башкортостан | Inter-shaft radial-end contact seal |
RU2561809C1 (en) * | 2014-08-14 | 2015-09-10 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Contact graphite sealing of turbine machine rotor |
RU2614904C1 (en) * | 2015-11-05 | 2017-03-30 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Turbomachine rotor radial end seal |
RU2614910C1 (en) * | 2016-03-22 | 2017-03-30 | Публичное акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ПАО "УМПО" | Combination seal of turbomachine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005130180A (en) | 2007-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2306466C2 (en) | Method of sealing of rotating shaft and seal used for this purpose | |
US3434727A (en) | Fluid-tight seals for rotatable shafts and the like | |
RU2488730C2 (en) | Mechanical seal | |
CA2648415C (en) | Mechanical seal with thermally stable mating ring | |
KR101514226B1 (en) | Bearing assembly for a marine turbine shaft, and marine turbine including such a bearing assembly | |
JP4861193B2 (en) | Seal assembly | |
US5873574A (en) | Bellows seal with reverse pressure capability | |
US3547452A (en) | Propeller shaft seal | |
JP2007120595A (en) | Butterfly valve | |
KR100994067B1 (en) | Mechanical seal for high pressure and high speed | |
GB2561961B (en) | Mechanical seal | |
KR20190117391A (en) | Sealing mechanism and apparatus having the sealing mechanism | |
CA2948079A1 (en) | Seal assembly for a component supported rotatably in relation to a further component, and method | |
US20170074442A1 (en) | Rotary joint for a high pressure fluid | |
EP3627014B1 (en) | Mechanical seal | |
JPH0686918B2 (en) | Flexible joint means | |
KR200397607Y1 (en) | Apparatus for sealing stern tube in shafting system | |
RU2374540C1 (en) | Globe valve of ovander system | |
JP2012041886A (en) | Shaft seal structure for exhaust valve | |
TWI793205B (en) | Devices with sealing mechanism | |
JP5839716B2 (en) | mechanical seal | |
CN201448441U (en) | Mechanical sealing device insensitive to the deep sea pressure | |
JP4719774B2 (en) | SEALING DEVICE, SEAL RING, AND METHOD OF USING THE SAME | |
WO2012105638A1 (en) | Sealed structure | |
CN115264069B (en) | Sealing device based on magnetic force compensation |