RU2360166C2 - Mechanical seal - Google Patents
Mechanical seal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2360166C2 RU2360166C2 RU2007113573/06A RU2007113573A RU2360166C2 RU 2360166 C2 RU2360166 C2 RU 2360166C2 RU 2007113573/06 A RU2007113573/06 A RU 2007113573/06A RU 2007113573 A RU2007113573 A RU 2007113573A RU 2360166 C2 RU2360166 C2 RU 2360166C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- seal
- cylinder
- sealed
- sealing
- wear
- Prior art date
Links
Landscapes
- Sealing Devices (AREA)
- Mechanical Sealing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к механическим уплотнениям, предназначенным для установки на гидравлические и пневматические машины и устройства, рабочие органы которых совершают вращательное и/или возвратно-поступательное движение.The invention relates to a sealing technique, in particular to mechanical seals intended for installation on hydraulic and pneumatic machines and devices whose working bodies rotate and / or reciprocate.
Для оценки новизны и технического уровня заявленного решения рассмотрим ряд известных заявителю технических средств аналогичного назначения, характеризуемых совокупностью сходных с заявленным изобретением признаков, известных из сведений, ставших общедоступными до даты приоритета изобретения.To assess the novelty and technical level of the claimed solution, we consider a number of technical means known to the applicant for a similar purpose, characterized by a combination of features similar to the claimed invention, known from the information that became public until the priority date of the invention.
Известно уплотнение вращающегося вала (Г.В.Макаров. Уплотнительные устройства. Л., 1973, стр.81), содержащее корпус уплотнения, закрепленный на корпусе аппарата, и эластичные кольца крутого поперечного сечения, расположенные между корпусом уплотнения и вращающимся валом.A seal of a rotating shaft is known (G.V. Makarov. Sealing devices. L., 1973, p. 81), comprising a seal housing fixed to the apparatus body and elastic rings of steep cross section located between the seal housing and the rotating shaft.
Недостатками описанного уплотнения являются недостаточные долговечность и герметичность, а также загрязнение среды аппарата продуктами ее термического разложения, образующимися в зоне трения эластичных колец о вращающийся вал.The disadvantages of the described seals are insufficient durability and tightness, as well as environmental pollution of the apparatus by products of its thermal decomposition formed in the friction zone of the elastic rings on the rotating shaft.
Перечисленные недостатки обусловлены радиальным биением вала относительно неподвижного корпуса уплотнения вследствие конструктивных зазоров в подшипниках вала. При эксплуатации подшипники изнашиваются, что приводит к увеличению в них зазоров и, следовательно, к дополнительному увеличению радиального биения вала.These disadvantages are due to the radial runout of the shaft relative to the stationary housing of the seal due to structural clearances in the bearings of the shaft. During operation, the bearings wear out, which leads to an increase in the clearance in them and, consequently, to an additional increase in the radial runout of the shaft.
Известно уплотнение вала или штока, содержащее притертые одно к другому и прижимаемые к уплотняемым поверхностям этих элементов в противоположных направлениях эксцентричные кольца из антифрикционного материала, которые расположены в упругой обойме, см. а.с. СССР №391315. В таком уплотнении ввиду неопределенности углового смещения пар колец возможно повышенное перетекание среды, находящейся под более высоким давлением, в зону пониженного давления, что снижает герметичность и надежность уплотнения в целом. В случае применения уплотнения с несколькими парами эксцентричных колец возникает необходимость в фиксации взаимного положения, что значительно усложняет уплотнение.A shaft or stem seal is known, containing eccentric rings made of antifriction material that are located in an elastic cage and are pressed against one another and pressed against the sealing surfaces of these elements in opposite directions, see.with. USSR No. 391315. In such a seal, due to the uncertainty in the angular displacement of the pair of rings, an increased flow of the medium under a higher pressure into the zone of reduced pressure is possible, which reduces the tightness and reliability of the seal as a whole. In the case of using a seal with several pairs of eccentric rings, it becomes necessary to fix the relative position, which greatly complicates the seal.
Известно механическое уплотнение, содержащее уплотнительные кольца, притертые друг к другу по торцам и поджатые к уплотняемым поверхностям упругой обоймой в противоположных направлениях, см. патент РФ №2037077. На наружной или внутренней поверхности упругой обоймы выполнены эксцентрично расположенные бурты или соответственно эксцентрично расположенные расточки. Уплотнительные кольца выполнены с концентричными цилиндрическими поверхностями и расположены на упомянутых буртах или расточках. В случае уплотнения вала внутренний диаметр уплотнительного кольца превышает диаметр уплотняемой детали. В случае уплотнения внутренней цилиндрической поверхности наружный диаметр уплотнительного кольца меньше диаметра уплотняемой поверхности. Бурты или расточки упругой обоймы выполнены попарно, а их оси расположены эксцентрично с двух сторон от оси упругой обоймы, при этом плоскости, проходящие через оси парных буртов или расточек, развернуты одна относительно другой на угол 180/n, где n - число пар буртов или расточек. В данном уплотнении каждое уплотнительное кольцо лишь в одной точке касается уплотняемой поверхности и, таким образом, между рабочей поверхностью кольца и уплотняемой поверхностью имеется зазор, представляющий собой практически полное кольцо, и его величина максимальна со стороны, противоположной точке касания. Вследствие того, что расточки (бурты) имеют различные углы ориентации, между уплотняемой поверхностью и набором колец образуется сложная лабиринтная щель. Для обеспечения высокой степени герметичности необходимо использовать упругую обойму большой протяженности с соответственно большим набором уплотнительных колец. Трущиеся поверхности уплотнительных колец и/или вала, штока или цилиндра выполняются из износостойкого материала с шероховатой поверхностью, которая затем покрывается антифрикционным слоем, например из меди, бронзы, фторопласта и т.д.A mechanical seal is known that contains o-rings, rubbed against each other at the ends and pressed against the sealing surfaces by an elastic cage in opposite directions, see RF patent No. 2037077. Eccentrically located collars or, respectively, eccentrically located bores are made on the outer or inner surface of the elastic cage. O-rings are made with concentric cylindrical surfaces and are located on said collars or bores. In the case of a shaft seal, the inner diameter of the seal ring exceeds the diameter of the part to be sealed. In the case of sealing the inner cylindrical surface, the outer diameter of the sealing ring is less than the diameter of the sealing surface. The collars or bores of the elastic cage are made in pairs, and their axes are eccentrically on both sides of the axis of the elastic cage, while the planes passing through the axes of the pair of collars or bores are rotated one relative to another at an angle of 180 / n, where n is the number of pairs of collars boring. In this seal, each sealing ring touches the sealing surface only at one point and, thus, there is a gap between the working surface of the ring and the sealing surface, which is an almost complete ring, and its value is maximum from the side opposite the point of contact. Due to the fact that the bores (collars) have different orientation angles, a complex labyrinth gap is formed between the sealing surface and the set of rings. To ensure a high degree of tightness, it is necessary to use a long elastic sleeve with a correspondingly large set of o-rings. The friction surfaces of the sealing rings and / or shaft, rod or cylinder are made of a wear-resistant material with a rough surface, which is then coated with an antifriction layer, for example, copper, bronze, fluoroplastic, etc.
Известно механическое уплотнение вала, или штока, или цилиндра машины, содержащее упругую обойму, на наружной или внутренней поверхностях которой выполнены эксцентрично расположенные бурты или соответственно эксцентрично расположенные расточки, на буртах или расточках установлены уплотнительные кольца, притертые друг к другу по торцам и поджатые упругой обоймой к уплотняемым поверхностям, в котором каждое уплотнительное кольцо имеет участок в виде сектора, рабочая поверхность которого выполнена цилиндрической с радиусом, равным радиусу уплотняемой поверхности, остальная часть кольца имеет форму, обуславливающую наличие щелевого зазора между кольцом и уплотняемой поверхностью, при этом соседние кольца развернуты относительно друг друга таким образом, что угол между их радиальными плоскостями, проходящими через середины секторов, составляет 360/n, где n - количество колец, см. патент РФ 2195592.A mechanical seal of a shaft, or rod, or cylinder of a machine is known, containing an elastic cage, on the outer or inner surfaces of which eccentrically arranged collars or, respectively, eccentrically located bores are made, sealing rings are installed on the collars or bores, rubbed against each other at the ends and pressed by an elastic cage to sealing surfaces, in which each sealing ring has a sector in the form of a sector, the working surface of which is cylindrical with a radius equal to rad jusu of the sealing surface, the rest of the ring has a shape that determines the presence of a gap between the ring and the sealing surface, while adjacent rings are rotated relative to each other so that the angle between their radial planes passing through the midpoints of the sectors is 360 / n, where n - the number of rings, see RF patent 2195592.
В процессе эксплуатации заявляемой конструкции уплотнительные кольца находятся в таком положении, что упомянутые сектора равномерно распределяются по окружности и каждое из них обеспечивает уплотнение значительного участка поверхности, а лабиринт узких щелевых зазоров позволяет создать большое гидравлическое сопротивление потоку жидкости из полости высокого давления в полость низкого давления. Таким образом, при использовании меньшего количества колец, чем в прототипе, достигается высокая степень герметичности уплотнения.During the operation of the claimed design, the sealing rings are in such a position that the said sectors are evenly distributed around the circumference and each of them provides sealing of a significant area of the surface, and the labyrinth of narrow slotted gaps allows you to create a large hydraulic resistance to the flow of fluid from the high-pressure cavity to the low-pressure cavity. Thus, when using fewer rings than in the prototype, a high degree of tightness of the seal is achieved.
Данному аналогу присуща совокупность признаков, наиболее близкая к совокупности существенных признаков изобретения, в связи с чем данное известное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого изобретения.This analogue is inherent in the set of features closest to the set of essential features of the invention, and therefore this known technical solution is selected as a prototype of the claimed invention.
Причины, препятствующие получению технического результата, который обеспечивается изобретением, заключаются в том, что в известных механических уплотнениях функции уплотнения и опоры для вала совмещаются, т.е. часть уплотнения выполняет несвойственную ему функцию опоры, что приводит к быстрому износу деталей уплотнения при попадании механических примесей и увеличивает риск заклинивания.The reasons that impede the achievement of the technical result provided by the invention are that in the known mechanical seals, the functions of the seal and the support for the shaft are combined, i.e. part of the seal performs an unusual support function, which leads to rapid wear of the seal when mechanical impurities enter and increases the risk of jamming.
В основу настоящего изобретения положено решение задачи повышения срока службы и надежности уплотнения путем разделения функций центровки уплотнения (создания опоры) и создания уплотнением необходимой компрессии.The present invention is based on solving the problem of increasing the life and reliability of a seal by separating the centering functions of the seal (creating support) and creating the necessary compression by the seal.
Сущность заявляемого изобретения как технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше обеспечиваемого изобретением технического результата.The essence of the claimed invention as a technical solution is expressed in the following set of essential features, sufficient to achieve the above technical result provided by the invention.
Механическое уплотнение, включающее элемент, создающий компрессию, характеризуется тем, что оно снабжено по меньшей мере одной опорой, размещенной со стороны создания давления и выполненной в виде совокупности продольных направляющих из износостойкого материала с низким коэффициентом трения.A mechanical seal including a compression element is characterized in that it is provided with at least one support located on the pressure side and made in the form of a combination of longitudinal guides of a wear-resistant material with a low coefficient of friction.
В этом заключается совокупность существенных признаков, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.This is the totality of essential features that provides a technical result in all cases to which the requested amount of legal protection applies.
Кроме этого, заявленное решение имеет ряд признаков, характеризующих изобретение в частных случаях его выполнения, конкретных формах его материального воплощения либо особых условиях его использования, а именно:In addition, the claimed solution has a number of features characterizing the invention in particular cases of its implementation, specific forms of its material embodiment or special conditions for its use, namely:
- уплотнение может быть снабжено дополнительной опорой, размещенной с другой стороны от элемента, создающего компрессию, и выполненной в виде совокупности продольных направляющих из износостойкого материала с низким коэффициентом трения;- the seal may be provided with an additional support located on the other side of the compression element and made in the form of a set of longitudinal guides of wear-resistant material with a low coefficient of friction;
- элемент, создающий компрессию, может быть разделен на несколько частей, при этом уплотнение может быть снабжено по меньшей мере одной дополнительной опорой, размещенной между частями элемента, создающего компрессию, и выполненной в виде совокупности продольных направляющих из износостойкого материала с низким коэффициентом трения;- the element that creates the compression can be divided into several parts, while the seal can be provided with at least one additional support placed between the parts of the element that creates the compression, and made in the form of a set of longitudinal guides of wear-resistant material with a low coefficient of friction;
- длина направляющих составляет от 1/30 до 7,0 диаметров уплотняемого цилиндра, ширина - от 1/30 до 1/3 диаметра уплотняемого цилиндра, причем направляющие установлены с зазором от 0,01 до 0,30 мм на диаметр уплотняемого цилиндра.- the length of the guides is from 1/30 to 7.0 diameters of the cylinder being sealed, the width is from 1/30 to 1/3 of the diameter of the cylinder being sealed, and the guides are installed with a gap of 0.01 to 0.30 mm per diameter of the cylinder being sealed.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, совокупности признаков которых совпадают с совокупностью отличительных признаков заявленного изобретения, что позволяет сделать вывод о его соответствии условию "новизна".The applicant has not identified sources containing information about technical solutions, the combination of features of which coincide with the combination of distinctive features of the claimed invention, which allows us to conclude that it meets the condition of "novelty."
Отдельные отличительные признаки заявленного изобретения, такие как уплотнительные кольца, направляющие, известны из уровня техники, однако заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии данных отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат, который заключается в разделении функций центровки уплотнения и создания компрессии.Certain distinctive features of the claimed invention, such as O-rings, guides, are known from the prior art, however, the applicant is not aware of any publications that would contain information on the influence of these distinctive features of the invention on the achieved technical result, which consists in the separation of the centering functions of the seal and create compression.
В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию "изобретательский уровень".In this regard, according to the applicant, it can be concluded that the claimed technical solution meets the condition of "inventive step".
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено уплотнение плунжера насоса, содержащее две опоры, размещенные по разные стороны от элемента, создающего компрессию.The invention is illustrated by the drawing, which shows the seal of the plunger of the pump containing two bearings located on opposite sides of the element that creates the compression.
Механическое уплотнение включает элемент, создающий компрессию, выполненный в виде набора уплотнительных колец 1, установленных с зазором относительно внутренней поверхности уплотняемого цилиндра 2, и две аналогичным образом выполненные опоры, размещенные по разные стороны от уплотнительных колец 1 и выполненные в виде совокупности продольных направляющих 3 из износостойкого материала с низким коэффициентом трения, при этом длина направляющих 3 составляет от 1/30 до 7,0 диаметров уплотняемого цилиндра 2, ширина - от 1/30 до 1/3 диаметра уплотняемого цилиндра 2, причем направляющие установлены с зазором от 0,01 до 0,30 мм на диаметр уплотняемого цилиндра 2.A mechanical seal includes a compression element made in the form of a set of sealing rings 1 installed with a gap relative to the inner surface of the sealing cylinder 2, and two similarly made supports placed on different sides of the sealing rings 1 and made in the form of a set of longitudinal guides 3 of wear-resistant material with a low coefficient of friction, while the length of the guides 3 is from 1/30 to 7.0 diameters of the sealed cylinder 2, the width is from 1/30 to 1/3 of the diameter of the seal cylinder 2, and the guides are installed with a gap of from 0.01 to 0.30 mm on the diameter of the cylinder 2 being sealed.
Уплотнение работает следующим образом.Sealing works as follows.
При движении плунжера опоры выполняют функцию центровки уплотнения. Направляющие 3 опор, контактируя с поверхностью уплотняемого цилиндра 2, воспринимают нагрузки и снимают нагрузки с уплотнительных колец 1 элемента, создающего компрессию.When the plunger moves, the supports perform the centering function of the seal. The guides 3 of the bearings, in contact with the surface of the cylinder 2 being sealed, perceive the loads and remove the load from the sealing rings 1 of the compression element.
Опоры не препятствуют проходу перекачиваемой среды между направляющими 3 к уплотнительным кольцам 1.The supports do not impede the passage of the pumped medium between the guides 3 to the sealing rings 1.
Направляющие 3 выполняют с формой, обеспечивающей снижение трения о поверхность уплотняемого цилиндра 2 и снижающей гидравлическое сопротивление.The guides 3 are performed with a form that reduces friction on the surface of the cylinder 2 being sealed and reduces hydraulic resistance.
Возможность промышленного применения заявленного технического решения подтверждается известными и описанными в заявке средствами и методами, с помощью которых возможно осуществление изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в любом из пунктов формулы изобретения. Предложенное устройство может быть изготовлено промышленным способом из простейших известных материалов с использованием известных технологий и технических средств, что обусловливает, по мнению заявителя, его соответствие условию «промышленная применимость».The possibility of industrial application of the claimed technical solution is confirmed by the known and described in the application means and methods by which it is possible to carry out the invention in the form as described in any of the claims. The proposed device can be manufactured industrially from the simplest known materials using known technologies and technical means, which determines, according to the applicant, its compliance with the condition of "industrial applicability".
Использование заявленного решения по сравнению со всеми известными средствами аналогичного назначения обеспечивает разделение функций центровки уплотнения и создания уплотнением необходимой компрессии, в результате чего повышается срок службы и надежность уплотнения.Using the claimed solution in comparison with all known means of a similar purpose provides a separation of the functions of centering the seal and creating the necessary compression by the seal, which increases the service life and reliability of the seal.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007113573/06A RU2360166C2 (en) | 2007-04-11 | 2007-04-11 | Mechanical seal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007113573/06A RU2360166C2 (en) | 2007-04-11 | 2007-04-11 | Mechanical seal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007113573A RU2007113573A (en) | 2008-10-20 |
| RU2360166C2 true RU2360166C2 (en) | 2009-06-27 |
Family
ID=40040944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007113573/06A RU2360166C2 (en) | 2007-04-11 | 2007-04-11 | Mechanical seal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2360166C2 (en) |
-
2007
- 2007-04-11 RU RU2007113573/06A patent/RU2360166C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007113573A (en) | 2008-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10302102B2 (en) | Seal assemblies for reciprocating and rotary applications | |
| EP3315829B1 (en) | Axial and radial floating seals | |
| CN102753839B (en) | Fluid-pressure cylinder | |
| US20130154192A1 (en) | Sealing assembly | |
| JP6053799B2 (en) | Roll stand roll neck seal | |
| EP2678588B1 (en) | Axial piston pump with pistons having metallic sealing rings | |
| JP2020530542A5 (en) | ||
| RU2007139702A (en) | IMPROVED DRIVING UNIT ON A FLUID MEDIUM FOR APPLICATION INSIDE A TURBO MACHINE | |
| RU2037077C1 (en) | Mechanical seal | |
| RU2360166C2 (en) | Mechanical seal | |
| RU2422708C1 (en) | Mechanical packing | |
| RU169276U1 (en) | Sealing device for cylindrical pairs of hydropneumatic machines | |
| US20100072711A1 (en) | Expandable metal-to-metal seal | |
| AU2015270310B2 (en) | High-pressure rotary seal-plug assembly with expandable continuous ring | |
| RU2679291C1 (en) | Mechanical seal | |
| RU158391U1 (en) | MECHANICAL SEAL | |
| CN105257696B (en) | Spindle bearing with a support device and a laterally displaceable pivot bearing | |
| RU108534U1 (en) | MECHANICAL SEAL OF PARTS WITH EXTERNAL CYLINDER SURFACE | |
| RU2451833C1 (en) | Pump | |
| CN108730521B (en) | Seal assembly | |
| RU2162966C1 (en) | Piston of oil-well sucker-rod pump | |
| JP2515992B2 (en) | Sealing structure between hole member and shaft member | |
| RU191456U1 (en) | Mechanical seal for the plunger of a borehole sucker rod pump | |
| RU2194205C1 (en) | Mechanical seal | |
| RU2460902C1 (en) | Downhole rod pump |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20081009 |
|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20100315 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20110630 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20121114 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150412 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20161120 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20171004 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180412 |