RU2600209C1 - End seal - Google Patents
End seal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2600209C1 RU2600209C1 RU2015116409/06A RU2015116409A RU2600209C1 RU 2600209 C1 RU2600209 C1 RU 2600209C1 RU 2015116409/06 A RU2015116409/06 A RU 2015116409/06A RU 2015116409 A RU2015116409 A RU 2015116409A RU 2600209 C1 RU2600209 C1 RU 2600209C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator element
- piston
- seal
- housing
- cylinder
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
Abstract
Description
Изобретение относится к торцевым уплотнениям роторов насосных агрегатов для разделения сред или перепада давлений.The invention relates to mechanical seals of rotors of pumping units for separating media or differential pressure.
Изобретение может быть использовано в конструкции насосов, применяемых на АЭС, в частности главных циркуляционных насосах.The invention can be used in the design of pumps used in nuclear power plants, in particular main circulation pumps.
Известен блок торцевых уплотнений (Патент РФ №2084730, опуб. 20.07.1997, МПК F16J 15/34). Данная конструкция представляет собой многоступенчатое торцевое уплотнение содержащее последовательно установленные рабочие ступени и концевую ступень, каждая из которых включает в себя расположенный на валу роторный элемент и контактирующий с ним подпружиненный аксиально подвижный статорный элемент, уплотненный относительно корпуса уплотнительным кольцом, причем полости высокого и низкого давления рабочих ступеней последовательно соединены дроссельными отверстиями в корпусе статора. В корпусе параллельно оси вала выполнены ступенчатые цилиндрические расточки, сообщающиеся по меньшему диаметру с полостью высокого давления, а по большему - с полостью низкого давления, в которые установлены аксиально подвижные ступенчатые цилиндрические поршни, уплотненные в расточках по большему и меньшему диаметрам с возможностью взаимодействия конца поршня меньшего диаметра со статорным элементом. Данная конструкция служит для принудительного закрытия каждой ступени уплотнения, в случае ее раскрытия, путем снабжения блока в дополнение к пружинам силовыми ступенчатыми поршнями. Недостаток конструкции заключается в наличии дополнительного механического узла - поршня, который может повлиять на работоспособность изделия в случае его заклинивания, например, в крайнем нижнем положении. Это может привести к разрушению пары трения уплотнения. Также в конструкции торцевого уплотнения имеется конструктивная недоработка, связанная с работой поршня. В связи с тем что поршень выполнен ступенчатым, при его работе между торцевой поверхностью, ограниченной диаметрами большего и меньшего его цилиндров, а также ответной торцевой поверхностью в корпусе образуется полость с изменяемым объемом. В связи с полной герметичностью полости, в ней будут создаваться разрежение или сжатие заключенной в объеме полости среды. Данный эффект будет препятствовать свободному перемещению поршня и, как следствие, его корректной работе.A known block of mechanical seals (RF Patent No. 2084730, publ. 20.07.1997, IPC F16J 15/34). This design is a multi-stage mechanical seal containing sequentially installed working stages and an end stage, each of which includes a rotor element located on the shaft and a spring-loaded axially movable stator element in contact with it, sealed with a sealing ring relative to the housing, and high and low pressure cavities of the workers steps are connected in series by throttle holes in the stator housing. A stepped cylindrical bore is made in the housing parallel to the shaft axis, communicating in a smaller diameter with a high-pressure cavity, and in larger - with a low-pressure cavity, in which axially movable stepped cylindrical pistons are installed, sealed in bores of a larger and smaller diameter with the possibility of interaction of the piston end smaller diameter with a stator element. This design serves to force each seal stage to be closed, if opened, by supplying the unit with power step pistons in addition to the springs. The design drawback is the presence of an additional mechanical assembly - a piston, which can affect the product’s performance if it is jammed, for example, in the lowest position. This can lead to the destruction of the friction pair of the seal. Also in the design of the mechanical seal there is a structural flaw associated with the operation of the piston. Due to the fact that the piston is stepped, during its operation between the end surface, limited by the diameters of the larger and smaller cylinders, as well as the counter end surface in the housing, a cavity with a variable volume is formed. Due to the complete tightness of the cavity, a rarefaction or compression of the medium enclosed in the volume of the cavity will be created in it. This effect will prevent the free movement of the piston and, as a consequence, its correct operation.
Задачи, решаемые изобретением:The tasks solved by the invention:
- повышение надежности торцевого уплотнения за счет уменьшения количества подвижных узлов;- improving the reliability of the mechanical seal by reducing the number of movable nodes;
- повышение технологичности за счет упрощения сборки и уменьшения количества деталей в изделии.- improving manufacturability by simplifying assembly and reducing the number of parts in the product.
При осуществлении изобретения могут быть получены, в частности, следующие технические результаты:In the implementation of the invention can be obtained, in particular, the following technical results:
- сокращение сроков на техническое обслуживание торцевого уплотнения;- reducing the time for maintenance of the mechanical seal;
- сокращение металлоемкости за счет уменьшения количества деталей.- reduction of metal by reducing the number of parts.
Как решение задачи, позволяющее достигнуть технического результата, предлагается конструкция торцевого уплотнения, отличающаяся от прототипа следующим.As a solution to the problem, which allows to achieve a technical result, a mechanical seal design is proposed that differs from the prototype in the following.
Многоступенчатое торцевое уплотнение, содержащее последовательно установленные рабочие ступени и концевую ступень, каждая из которых включает в себя расположенный на валу роторный элемент и контактирующий с ним подпружиненный аксиально подвижный статорный элемент, уплотненный относительно корпуса уплотнительными кольцами, причем полости высокого и низкого давления рабочих ступеней последовательно соединены дроссельными отверстиями, выполненными в статорном элементе. Корпус, в свою очередь, состоит из внешнего цилиндра, в который последовательно установлены ступенчатое и упорное кольца по одному на ступень. Упорное кольцо служит для упора пружины между ним и статорным элементом. Статорный элемент и ступенчатое кольцо корпуса выполнены так, чтобы статорный элемент выполнял функции аксиально подвижного ступенчатого поршня, уплотненного резиновыми уплотнениями, при этом часть поршня с меньшим диаметром расположена в области высокого давления - перед уплотнением, а вторая часть с большим внешним диаметром - со стороны меньшего давления или за уплотнением. В области перехода меньшего цилиндра в больший на статорном элементе выполнена обнизка. В свою очередь, в ступенчатом кольце, ответном статорному элементу, в области переходов диаметров цилиндров ответных поршню статорного элемента выполнено сквозное отверстие так, чтобы при любом положении статорного элемента не выходить за границы обнизки на нем. Данное отверстие служит для компенсации разрежения-сжатия в объеме образующейся полости при перемещениях статорного элемента. Уплотнение отверстия в корпусе реализовано между внешним цилиндром и ступенчатым кольцом двумя резиновыми кольцами, между которыми оно расположено.A multistage mechanical seal comprising successively mounted working stages and an end stage, each of which includes a rotor element located on the shaft and a spring-loaded axially movable stator element in contact with it, sealed with sealing rings relative to the housing, and the high and low pressure cavities of the working stages are connected in series throttle holes made in the stator element. The housing, in turn, consists of an external cylinder, in which a stepped and a thrust ring are installed sequentially, one per step. The thrust ring serves to abut the spring between it and the stator element. The stator element and the stepped ring of the housing are made so that the stator element acts as an axially movable step piston sealed with rubber seals, while a part of the piston with a smaller diameter is located in the high-pressure region - before the seal, and the second part with a large outer diameter is on the smaller side pressure or behind the seal. In the region of transition of the smaller cylinder to the larger cylinder, a low is made on the stator element. In turn, in the stepped ring corresponding to the stator element, a through hole is made in the area of transitions of the cylinder diameters of the reciprocating piston of the stator element so that, at any position of the stator element, it does not go beyond the borders of the casing on it. This hole serves to compensate for rarefaction-compression in the volume of the cavity formed during movements of the stator element. The seal of the hole in the housing is realized between the outer cylinder and the stepped ring by two rubber rings between which it is located.
Работа уплотнения заключается в следующем. При нормальной работе блока торцевых уплотнений с помощью дроссельных отверстий на каждой рабочей ступени уплотнения срабатывает часть рабочего давления, в зависимости от пропускной способности дросселя. В результате на поршень статорного элемента со стороны перед уплотнением действует сила
Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен общий вид (осевой разрез) торцевого уплотнения.The invention is illustrated in the drawing, which shows a General view (axial section) of the mechanical seal.
Многоступенчатое торцевое уплотнение состоит из корпуса 10, выполненного в виде внешнего цилиндра, в котором последовательно установлены ступенчатые 11 и упорные 12 кольца по одному на ступень, а также расположенные на валу роторные элементы 3 с контактными поверхностями 1 и контактирующие с ними подпружиненные аксиально подвижные статорные элементы 4 с контактными поверхностями 2.The multi-stage mechanical seal consists of a
Между упорными кольцами 12 и подвижными статорными элементами 4 установлены пружины 13, обеспечивающие усилие поджатия между контактными поверхностями 1 и 2.Between the
Полости высокого давления 7, образованные ступенчатыми кольцами 11, статорными элементами 4 и роторными элементами 3, соединены с полостями низкого давления 8, образованными между упорными кольцами 12, ступенчатыми кольцами 11, статорными элементами 4 и роторными элементами 3, дроссельными отверстиями 9, выполненными в статорных элементах 4.The high pressure cavities 7 formed by the
Полости высокого и низкого давления разделены резиновыми кольцами 6.The cavities of high and low pressure are separated by
Статорный элемент 4 и ступенчатое кольцо 11 выполнены так, чтобы статорный элемент выполнял функции аксиально подвижного ступенчатого поршня, при этом часть поршня с меньшим диаметром расположена в области высокого давления - перед уплотнением, а вторая часть с большим внешним диаметром - со стороны меньшего давления или за уплотнением. В области перехода меньшего цилиндра в больший на статорном элементе 4 выполнена обнизка 14. В свою очередь, в ступенчатом кольце 11, ответном статорному элементу 4, в области переходов диаметров цилиндров выполнено сквозное отверстие 15 так, чтобы при любом положении статорного элемента не выходить за границы обнизки на нем. Данное отверстие служит для компенсации разрежения-сжатия в объеме между ступенчатым кольцом 11 и статорным элементом 4 ограниченной резиновыми кольцами 6 образующейся полости при перемещениях статорного элемента 4.The
Уплотнение данного объема между внешним цилиндром 10 и ступенчатым кольцом 11 выполнено двумя резиновыми кольцами 5.The seal of this volume between the
Работа уплотнения заключается в следующем. При нормальной работе блока торцевых уплотнений с помощью дроссельных отверстий 9 на каждой рабочей ступени уплотнения срабатывает часть рабочего давления, в зависимости от пропускной способности дросселя. В результате на поршень статорного элемента 4 со стороны полости высокого давления 7 действует сила
Для компенсации изменений давления в объеме, образованном между ступенчатым кольцом 11, статорным элементом 4 и ограниченном резиновыми кольцами 6, образующихся при перемещениях статорного элемента 4, он соединен с расширительной емкостью за пределом торцевого уплотнения сквозным отверстием 15.To compensate for pressure changes in the volume formed between the
Claims (2)
корпус состоит из внешнего цилиндра и последовательно установленных в него ступенчатого и упорного колец, по одному на ступень, при этом ступенчатое кольцо уплотнено относительно цилиндра и является ответным к статорному элементу, а упорное кольцо выполняет функции упора для пружины между ним и статорным элементом,
дроссельные отверстия выполнены в статорном элементе, который, в свою очередь, выполнен так, чтобы исполнять функции аксиально подвижного ступенчатого поршня, уплотненного относительно ступенчатого кольца корпуса, при этом часть поршня с меньшим диаметром расположена в области высокого давления - перед уплотнением, а другая часть с большим внешним диаметром - со стороны меньшего давления или за уплотнением,
также во внешнем цилиндре корпуса и ступенчатом кольце, в области переходов диаметров цилиндров, ответных поршню статорного элемента, выполнено сквозное отверстие, соединяющее образованную полость между корпусом и статорным элементом с расширительной емкостью.1. An end-face seal containing successively mounted working stages, each of which includes a rotor element located on the shaft and a spring-loaded axially movable stator element in contact with it, sealed with o-rings relative to the housing, the high and low pressure cavities of the working stages being connected in series with throttle openings, characterized in that
the housing consists of an external cylinder and sequentially mounted step and thrust rings, one per step, the step ring being sealed relative to the cylinder and responding to the stator element, and the thrust ring acts as a stop for the spring between it and the stator element,
throttle openings are made in the stator element, which, in turn, is designed to perform the functions of an axially movable step piston sealed relative to the step ring of the housing, while a part of the piston with a smaller diameter is located in the high pressure region — before the seal, and the other part with a large outer diameter - from the side of lower pressure or behind the seal,
also in the outer cylinder of the housing and the stepped ring, in the area of transitions of cylinder diameters corresponding to the piston of the stator element, a through hole is made connecting the formed cavity between the housing and the stator element with an expansion tank.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015116409/06A RU2600209C1 (en) | 2015-04-29 | 2015-04-29 | End seal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015116409/06A RU2600209C1 (en) | 2015-04-29 | 2015-04-29 | End seal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2600209C1 true RU2600209C1 (en) | 2016-10-20 |
Family
ID=57138540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015116409/06A RU2600209C1 (en) | 2015-04-29 | 2015-04-29 | End seal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2600209C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1281797A1 (en) * | 1985-05-13 | 1987-01-07 | Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева | End face hydrostatic sealing with adjustable clearance |
RU2084730C1 (en) * | 1995-02-10 | 1997-07-20 | Центральное конструкторское бюро машиностроения | Unit of end face seals |
RU2116536C1 (en) * | 1996-07-09 | 1998-07-27 | Токарев Евгений Павлович | Multi-stage end seal for revolving shaft |
US8511689B2 (en) * | 2009-03-31 | 2013-08-20 | Eagle Industry Co., Ltd. | Shaft sealing apparatus |
-
2015
- 2015-04-29 RU RU2015116409/06A patent/RU2600209C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1281797A1 (en) * | 1985-05-13 | 1987-01-07 | Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева | End face hydrostatic sealing with adjustable clearance |
RU2084730C1 (en) * | 1995-02-10 | 1997-07-20 | Центральное конструкторское бюро машиностроения | Unit of end face seals |
RU2116536C1 (en) * | 1996-07-09 | 1998-07-27 | Токарев Евгений Павлович | Multi-stage end seal for revolving shaft |
US8511689B2 (en) * | 2009-03-31 | 2013-08-20 | Eagle Industry Co., Ltd. | Shaft sealing apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4072210A (en) | Compressor | |
KR101218917B1 (en) | screw fluid machine | |
KR940009526A (en) | Reciprocating Compressor | |
CN112012904A (en) | High-low pressure integrated oil pump system for diaphragm compressor | |
RU2600209C1 (en) | End seal | |
US3137235A (en) | Vane-type variable delivery pump | |
WO2017222404A1 (en) | End seal | |
CN108278186A (en) | A kind of two-dimentional plunger hydraulic pamp of water-oil separating formula space cam transmission | |
KR101342001B1 (en) | Automatic pneumatic piston pumps | |
US3947157A (en) | Single cylinder pump | |
US3068798A (en) | Metering pumps | |
CN213981169U (en) | Split type plunger pump and electro-hydraulic tool | |
US11732709B2 (en) | Wear plate for a drill pump | |
RU2241882C1 (en) | Mechanical seal for plunger pump | |
RU189445U1 (en) | Stage rotor-vortex machine | |
JPH062652A (en) | Multistage compression unit | |
CN218882652U (en) | Plunger type cylinder with pressurizing function | |
RU200376U1 (en) | Stuffing box for plunger pumps | |
RU2380572C1 (en) | Pump unit | |
JP2005330926A (en) | Reciprocating compressor | |
RU2260712C1 (en) | Bellows two-stage oilless pump | |
CN204386947U (en) | Turbomachinery | |
KR200485265Y1 (en) | Internal gear pump | |
KR970004386B1 (en) | Gas guiding mechanism in a piston type compressor | |
CN214742097U (en) | High-pressure double-cylinder self-balancing multistage pump |