RU2415322C1

RU2415322C1 - Packing of shaft

Info

Publication number: RU2415322C1
Application number: RU2009144167/06A
Authority: RU
Inventors: Григорий Семенович Баткис (RU); Григорий Семенович Баткис; Евгений Валерьевич Демидович (RU); Евгений Валерьевич Демидович; Владимир Константинович Хайсанов (RU); Владимир Константинович Хайсанов; Наум Михайлович Лившиц (RU); Наум Михайлович Лившиц
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2011-03-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: packing of shaft consists of stationary thrust ring and of pressed to it ring rotating and movable in axial direction. Both rings form a friction pair. Further, the packing consists of a packing ring contacting the movable ring to seal a gap around the shaft. Also, the movable ring is pressed to the stationary ring by means of several point springs uniformly arranged along circumference. Each spring interacts with a corresponding element of torque transfer fixed against a turn relative to the movable ring.

EFFECT: maintaining pre-calculated value of required constriction of friction pairs to each other due to facilitation of required preliminary constriction of springs in assembled rotating ring; easy assembly and maintenance of shaft packing; simplification of design in whole.

4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области компрессоростроения, насосостроения и может быть использовано в воздушных винтовых компрессорных машинах.The invention relates to the field of compressor engineering, pump engineering and can be used in air screw compressor machines.

Известна конструкция торцового уплотнения, содержащая установленные на валу подвижное и неподвижное кольца, которые поджаты друг к другу установленной также на валу и вращающейся пружиной и загерметизированы относительно вала и корпуса посредством уплотнительных колец (см. Патент RU 2205308, опубликованный 27.05.2003).A mechanical seal design is known which comprises movable and fixed rings mounted on the shaft, which are pressed together by a rotating spring and are also sealed to the shaft and housing by means of sealing rings (see Patent RU 2205308, published May 27, 2003).

Недостатком известной конструкции является необходимость последовательной сборки элементов уплотнения непосредственно в корпусе, что вызывает сложность сборки, требует значительных трудозатрат и может стать причиной неправильной сборки; наличие небольшого контактного давления в паре трения, что вызвано преждевременным износом и деформацией неподвижного кольца.A disadvantage of the known design is the need for sequential assembly of seal elements directly in the housing, which causes assembly complexity, requires significant labor costs and can cause improper assembly; the presence of a small contact pressure in the friction pair, which is caused by premature wear and deformation of the stationary ring.

Техническим результатом изобретения является обеспечение заранее рассчитанной величины необходимого поджатия пар трения друг к другу за счет обеспечения в собранном вращающемся кольце необходимого предварительного поджатия пружин, а также повышение удобства при сборке и эксплуатации конструкции уплотнения вала и упрощение данной конструкции в целом.The technical result of the invention is to provide a pre-calculated value of the necessary preload of the friction pairs to each other by providing the necessary preliminary preload of the springs in the assembled rotating ring, as well as to increase the convenience of assembly and operation of the shaft seal structure and simplify this design as a whole.

Технический результат достигается благодаря тому, что уплотнение вала содержит неподвижное упорное кольцо и поджатое к нему вращающееся и подвижное в осевом направлении кольцо, образующие пару трения, а также контактирующее с подвижным кольцом уплотнительное кольцо для герметизации зазора по валу, при этом подвижное кольцо поджато к неподвижному посредством нескольких расположенных равномерно по окружности пружин, каждая из которых взаимодействует с соответствующим элементом передачи крутящего момента, фиксированным от поворота относительно подвижного кольца.The technical result is achieved due to the fact that the shaft seal contains a stationary thrust ring and an axially rotating and axially rotating ring forming a friction pair, as well as a sealing ring in contact with the movable ring to seal the clearance along the shaft, while the movable ring is pressed against the stationary by means of several springs arranged uniformly around the circumference, each of which interacts with a corresponding torque transmission element, fixed from rotation from relative to the movable ring.

Кроме того, каждый элемент передачи крутящего момента может быть выполнен в виде штифта, а подвижное кольцо выполнено с углублениями в виде точечных отверстий, в каждом из которых расположены соответствующие штифт и указанная пружина и которые закрыты крышкой для удержания штифтов от выпадения из подвижного кольца и для обеспечения предварительного сжатия пружин.In addition, each torque transmission element can be made in the form of a pin, and the movable ring is made with recesses in the form of pinholes, each of which has a corresponding pin and the specified spring and which are closed by a cover to keep the pins from falling out of the movable ring and for providing preliminary compression of springs.

Кроме того, уплотнительное кольцо расположено в кольцевой канавке на внутренней стороне подвижного кольца и выполнено преимущественно из резины.In addition, the o-ring is located in the annular groove on the inside of the movable ring and is made primarily of rubber.

Кроме того, подвижное кольцо может быть выполнено из антифрикционного чугуна, а неподвижное упорное кольцо - из азотированной стали.In addition, the movable ring can be made of antifriction cast iron, and the fixed thrust ring can be made of nitrided steel.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 показана конструкция торцового уплотнения; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.The invention is illustrated in the drawing, where figure 1 shows the design of the mechanical seal; figure 2 is a section aa in figure 1.

Уплотнение вала содержит взаимодействующее наружной цилиндрической поверхностью и одним своим торцом с корпусом компрессора неподвижное упорное кольцо 1, выполненное из азотированной стали, и поджатое к нему одним своим торцом вращающееся кольцо 2, выполненное из антифрикционного чугуна и установленное на валу 3 с возможностью осевого перемещения. Поджатие аксиально-подвижного вращающегося кольца 2 обеспечивается с помощью штифтов 4 и установленных на одном конце каждого штифта 4 точечных пружин 5, размещенных совместно со штифтами 4 по окружности в выполненных на противоположном контактированию с неподвижным кольцом 1 торце кольца 2 углублениях в виде точечных отверстий. На внутренней стороне кольца 2 выполнена кольцевая канавка 6, в которой расположено уплотнительное кольцо 7, выполненное из резины и обеспечивающее герметизацию зазора между валом 3 и вращающимся кольцом 2. Каждый штифт 4 другим своим концом связан с валом 3 путем размещения данного конца в гайке 8, установленной жестко на валу 3 и служащей для передачи крутящего момента от вала 3 кольцу 2 через штифты 4 с пружинами 5, удерживаемые в отверстиях кольца 2 от выпадения из них закрепленной на нем с помощью винтов 9 крышкой 10, служащей для обеспечения требуемого предварительного поджатия пружин 5.The shaft seal comprises a fixed thrust ring 1 made of nitrided steel interacting with the outer cylindrical surface and one of its ends with the compressor housing and rotated ring 2 pressed against it by one of its ends and made of antifriction cast iron and mounted on the shaft 3 with the possibility of axial movement. The compression of the axially movable rotating ring 2 is provided with the help of pins 4 and point springs 5 mounted on one end of each pin 4, placed together with the pins 4 around the circumference in the recesses in the form of pinholes made on the opposite end of the ring 1 to the stationary ring 1. On the inner side of the ring 2, an annular groove 6 is made, in which a sealing ring 7 made of rubber is located and providing sealing of the gap between the shaft 3 and the rotating ring 2. Each pin 4 has its other end connected to the shaft 3 by placing this end in the nut 8, mounted rigidly on the shaft 3 and serving to transmit torque from the shaft 3 to the ring 2 through pins 4 with springs 5 held in the holes of the ring 2 from falling out of them by a cover 10 secured to it with screws 9, which serves to provide required preload of the springs 5.

Вращающееся кольцо 2, резиновое уплотнительное кольцо 7, штифты 4 с пружинами 5 и крышка 10 с винтами 9 собраны в единый картридж, что кроме удобства в монтаже и эксплуатации, долговечности и надежности работы обеспечивает предварительное сжатие пружин 5 и, таким образом, расчетную величину поджатия пары трения друг к другу.Rotating ring 2, rubber sealing ring 7, pins 4 with springs 5 and cover 10 with screws 9 are assembled in a single cartridge, which, in addition to ease of installation and operation, durability and reliability, provides preliminary compression of the springs 5 and, thus, the estimated amount of preload friction pairs to each other.

Таким образом, благодаря такому выполнению конструкции уплотнения вала обеспечивается полная герметизация между вращающимся кольцом 2 и неподвижным кольцом 1, образующим пару трения, а также валом 3 и вращающимся кольцом 2; кроме того, использование собранных в единый картридж некоторых элементов уплотнения вала обеспечивает удобство при сборке и эксплуатации конструкции, упрощается процесс сборки, при этом точеные пружины 5 и штифты 4, передающие крутящий момент, не подвержены столь интенсивному износу при одновременном обеспечении предварительного натяга пружин 5 и расчетной величины поджатия пары трения друг к другу.Thus, due to such a design of the shaft seal, complete sealing is ensured between the rotating ring 2 and the stationary ring 1 forming a friction pair, as well as the shaft 3 and the rotating ring 2; in addition, the use of certain shaft seal elements assembled into a single cartridge provides convenience during assembly and operation of the structure, the assembly process is simplified, while the turned springs 5 and pins 4 transmitting torque are not subject to such intense wear while simultaneously providing preloading of the springs 5 and the calculated value of the preload of the friction pair to each other.

Claims

1. A shaft seal comprising a fixed thrust ring and an axially rotating and axially pressed ring, forming a friction pair, as well as a sealing ring in contact with the movable ring to seal the clearance along the shaft, characterized in that the movable ring is pressed against the stationary by several evenly spaced around the circumference of the springs, each of which interacts with a corresponding torque transmission element, fixed from rotation relative to the movable ring.

2. The seal according to claim 1, characterized in that each torque transmission element is made in the form of a pin, and the movable ring is made with recesses, each of which has a corresponding pin and said spring and which are closed by a lid to keep the pins from falling out of the movable rings, and for providing preliminary compression of springs.

3. The seal according to claim 1, characterized in that the sealing ring is located in the annular groove on the inner side of the movable ring and is made of rubber.

4. The seal according to claim 1, characterized in that the movable ring is made of antifriction cast iron, and the stationary thrust ring is made of nitrided steel.