RU2707442C1 - Vessel with seal and compensator of radial and axial beats of vessel shaft - Google Patents

Vessel with seal and compensator of radial and axial beats of vessel shaft Download PDF

Info

Publication number
RU2707442C1
RU2707442C1 RU2018134242A RU2018134242A RU2707442C1 RU 2707442 C1 RU2707442 C1 RU 2707442C1 RU 2018134242 A RU2018134242 A RU 2018134242A RU 2018134242 A RU2018134242 A RU 2018134242A RU 2707442 C1 RU2707442 C1 RU 2707442C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vessel
shaft
compensator
radial
pairs
Prior art date
Application number
RU2018134242A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Павлович Маслов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Ин Тек Техно" (ООО "Ин Тек Техно)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Ин Тек Техно" (ООО "Ин Тек Техно) filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Ин Тек Техно" (ООО "Ин Тек Техно)
Priority to RU2018134242A priority Critical patent/RU2707442C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2707442C1 publication Critical patent/RU2707442C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

FIELD: manufacturing technology.
SUBSTANCE: invention relates to vessels with sealing and radial Δr and axial Δa beating of vessel shaft. Vessel consists of fixed vessel 1, shaft 2 of the vessel and supports of vessel shaft motion. Shaft 2 of the vessel is tightly and rigidly connected to the shaft of seal 5, in this case the magnetic liquid seal (MLS), radial and axial beating of the shaft of the vessel through bearings 6 of the MLS and the housing of MLS 4 are eliminated by compensator 7 and are not transmitted to housing 1. Compensator consists of two parts 15 and 16, with n=2 and with k=n+1=3 by three pairs of interfaces: two sphere-sphere 8 and cylinder-cylinder 11, providing kinematic mobility for sphere-sphere due to rotation of surfaces of pairs in radial plane and translational for pair of cylinder-cylinder. When performing said pairs with clearance, additional mobility are formed within the limits of radial and axial for sphere-sphere pairs and turn in radial plane and radial movement for cylinder-cylinder.
EFFECT: reduced dimensions of the compensator, especially along its axis of rotation with considerable increase of compensated radial and axial beats of the vessel shaft.
1 cl, 12 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к сосудам с уплотнением и компенсатором радиальных и осевых биений вала сосуда (сосуд) под давлением или вакуумированным с компенсатором радиальных и осевых биений вала сосуда (компенсатором) и может быть использовано в машиностроении, атомной, биологической, химической и электронной промышленности для уплотнения вращающихся валов сосудов, имеющих высокий уровень радиальных и осевых биений в местах уплотнения.The present invention relates to vessels with a seal and a compensator for radial and axial beats of the vessel shaft (vessel) under pressure or evacuated with a compensator for radial and axial beats of the vessel shaft (compensator) and can be used in mechanical engineering, nuclear, biological, chemical and electronic industries for sealing rotating shafts of vessels with a high level of radial and axial beats in the places of compaction.

Известны сосуды с уплотнением вращающихся валов сосудов торцевыми уплотнениями [Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник/ Л.А. Кондаков, А.И. Голубев, В.Б. Овандер и др. – М.: Машиностроение, 1986. - 464 с. (с. 288-350)], содержащими уплотняющие кольца, герметично сопряженные, соответственно, с валом сосуда и корпусом сосуда, плотно прижатые друг другу по торцевым поверхностям с зазором между ними равным нулю, подвижным друг относительно друга и обеспечивающим компенсацию радиального биения вала сосуда за счет радиального смещения одного из уплотняющих колец относительно другого в радиальном направлении, а компенсацию осевого биения за счет осевой деформации упругих элементов, например, сильфонов.Known vessels with a seal of the rotating shaft of the vessels mechanical seals [Seals and sealing technique: Reference / L.A. Kondakov, A.I. Golubev, V.B. Ovander et al. - M.: Mechanical Engineering, 1986. - 464 p. (p. 288-350)], containing sealing rings, hermetically mated, respectively, with the shaft of the vessel and the vessel body, tightly pressed against each other along the end surfaces with a gap between them equal to zero, movable relative to each other and providing compensation for the radial runout of the vessel shaft due to the radial displacement of one of the sealing rings relative to the other in the radial direction, and the compensation of the axial runout due to the axial deformation of the elastic elements, for example, bellows.

Недостатками устройства являются принципиальная необходимость поверхностей трения уплотняющих колец, трущихся друг о друга при вращении вала сосуда, со скоростью, определяемой частотой вращения вала и радиусом расположения точки контакта. Это порождает высокий момент трения и, соответственно, высокий уровень потерь и нагрева. К недостаткам следует отнести и износ поверхностей трения, что требует достаточно частой замены уплотняющих колец. Наличие продуктов износа уплотняющих колец ограничивает область применения торцевых уплотнений по условиям чистоты продукта в сосуде.The disadvantages of the device are the fundamental need for friction surfaces of the sealing rings rubbing against each other during rotation of the vessel shaft, at a speed determined by the shaft rotation frequency and the radius of the contact point. This generates a high friction moment and, accordingly, a high level of loss and heating. The disadvantages include the wear of friction surfaces, which requires a fairly frequent replacement of the sealing rings. The presence of wear products of sealing rings limits the scope of mechanical seals in terms of product cleanliness in the vessel.

Известны сосуды в виде сопряженных выхлопных труб с компенсаторами смещений, например, [Патент США 5779282, F16L 27/06, Exhaust ball seal], которые содержат сферические поверхности на концевых частях двух частей выхлопной трубы, с помощью которых обеспечивается их сопряжение, компенсация погрешностей изготовления и возможность смещения выхлопной трубы относительно корпуса автомобиля за счет поворота в сферическом сочленении в радиальной плоскости при смещениях наружных частей автомобиля.Vessels in the form of conjugated exhaust pipes with offset compensators are known, for example, [US Patent 5779282, F16L 27/06, Exhaust ball seal], which contain spherical surfaces on the end parts of two parts of the exhaust pipe, with which they are mated, compensation for manufacturing errors and the possibility of displacement of the exhaust pipe relative to the car body due to rotation in a spherical joint in the radial plane with displacements of the outer parts of the car.

Подобные конструкции предназначены для статической компенсации погрешностей изготовления элементов системы выхлопа и конструктивно не имеют вращающихся элементов внутри указанного компенсатора.Such designs are intended for static compensation of manufacturing errors of the exhaust system elements and structurally do not have rotating elements inside the specified compensator.

Известен сосуд с магнитожидкостным уплотнением (МЖУ) для уплотнения вращающихся валов сосудов [А.С. 892075, F16J 15/40, Магнитно-жидкостное уплотнение]. Сосуд содержит неподвижный корпус и подвижный вал сосуда и опоры движения вала сосуда. Вал МЖУ выполнен полым, охватывающим вал сосуда, а комплекс радиальных и аксиальных зазоров между магнитопроводами, заполненными магнитной жидкостью (МЖ), обеспечивает уплотнение и компенсацию радиального и осевого биений вала сосуда, т.е. играет роль компенсатора.A known vessel with a magnetically liquid seal (MF) for sealing the rotating shaft of the vessels [A.S. 892075, F16J 15/40, Magnetic liquid seal]. The vessel contains a stationary body and a movable shaft of the vessel and support the movement of the shaft of the vessel. The shaft of the MFU is made hollow, covering the shaft of the vessel, and the complex of radial and axial gaps between the magnetic circuits filled with magnetic fluid (MF) provides sealing and compensation of the radial and axial beats of the shaft of the vessel, i.e. plays the role of a compensator.

Недостатком конструкции является сложность ее изготовления и сборки, требующая высокой точности изготовления деталей при ограниченном уровне компенсации биений. Вместе с тем, компенсатор связан с поверхностями сопряжения вала сосуда и вала МЖУ, вращающихся синхронно без скольжения в тангенциальном направлении.The disadvantage of the design is the complexity of its manufacture and assembly, requiring high precision manufacturing of parts with a limited level of compensation for beats. At the same time, the compensator is connected with the mating surfaces of the vessel shaft and the shaft of the MFU, rotating synchronously without sliding in the tangential direction.

Известен сосуд с уплотнением его вращающегося вала. В качестве уплотнения установлено МЖУ [АС 1227885, F16J 15/40], которое содержит плавающий стакан, охватывающий вал сосуда, вал уплотнения и магнитную систему МЖУ и выполняющий роль компенсатора. При этом плавающий стакан жестко связан с магнитной системой МЖУ а через подшипники с валом МЖУ и валом сосуда. При биениях вала сосуда они передаются на вал МЖУ и через подшипники МЖУ на плавающий стакан с магнитной системой. Магнитная система существенно увеличивает массу плавающего стакана, что приводит к резкому увеличению вибрационных нагрузок на подшипники МЖУ. Аналогично, компенсатор связан с поверхностями сопряжения вала сосуда и вала МЖУ, вращающихся синхронно без скольжения в тангенциальном направленииKnown vessel with a seal on its rotating shaft. The seal was installed MFU [AC 1227885, F16J 15/40], which contains a floating cup covering the shaft of the vessel, the shaft of the seal and the magnetic system of the MFU and acting as a compensator. In this case, the floating cup is rigidly connected to the magnetic system of the MFU and through bearings with the shaft of the MFU and the shaft of the vessel. During beating of the vessel shaft, they are transmitted to the MFU shaft and through the MFU bearings to the floating cup with a magnetic system. The magnetic system significantly increases the mass of the floating cup, which leads to a sharp increase in vibration loads on the bearings of the MF. Similarly, the compensator is associated with the mating surfaces of the vessel shaft and the shaft of the MFU, rotating synchronously without sliding in the tangential direction

В качестве прототипа принят сосуд с компенсатором радиальных и осевых биений вала сосуда [А.С. 1227884, F16J 15/40], содержащий неподвижный корпус и подвижный относительно него вал сосуда, опоры движения вала сосуда и уплотнение, содержащее корпус уплотнения, вал уплотнения и опору движения вала уплотнения относительно корпуса уплотнения. В качестве уплотнения выполнено МЖУ. Компенсатором служит жестко, неподвижно и герметично связанный болтами блок промежуточной втулки и втулки вала (компенсатор), одним концом герметично сопряженный с втулкой вала сосуда, а вторым - с подшипником МЖУ, являясь его опорой. Посадки в местах сопряжений определяются требованиями к посадкам подшипников и к соединениям неподвижных соединений уплотнений резиновыми кольцами. Требуемый для вращения вала МЖУ момент передается от вала сосуда к валу уплотнения через ряд деталей, в том числе и промежуточную втулку (компенсатор). Поэтому вал сосуда и вал МЖУ вращаются синхронно. Осевая компенсация биений вала сосуда осуществляется за счет кинематической подвижности в осевом направлении втулки вала сосуда. Уплотнение между ними обеспечивает резиновое кольцо.As a prototype adopted a vessel with a compensator for radial and axial beats of the shaft of the vessel [A.S. 1227884, F16J 15/40], comprising a stationary casing and a vessel shaft movable relative to it, vessel shaft support bearings and a seal comprising a seal housing, a seal shaft and a seal shaft movement support relative to the seal housing. As a seal made MJU. The compensator is a block of the intermediate sleeve and the shaft sleeve (compensator) rigidly, motionless and hermetically sealed by bolts, with one end hermetically mating with the vessel shaft sleeve and the other with the MFU bearing, being its support. Landings at the interface are determined by the requirements for bearing landings and on the joints of the stationary joints of the seals with rubber rings. The moment required for rotation of the MF shaft is transmitted from the vessel shaft to the seal shaft through a number of parts, including the intermediate sleeve (compensator). Therefore, the vessel shaft and the MF shaft rotate synchronously. Axial compensation of the beatings of the vessel shaft is carried out due to kinematic mobility in the axial direction of the vessel shaft sleeve. The seal between them provides a rubber ring.

Указанный блок компенсируют радиальное биение вала сосуда за счет выборки зазоров только в месте уплотнения втулки вала на валу сосуда и в месте установки промежуточной втулки в подшипник за счет выборки зазора в подшипнике и зазоров в местах посадок подшипника. Так как указанные зазоры малы, а компенсация осуществляется лишь за счет выборки указанных зазоров, как показано ниже, требуется значительная длина компенсатора в осевом направлении. Это обстоятельство сужает диапазон компенсируемых радиальных биений вала сосуда и приводит к увеличению габаритов сосуда.The indicated block compensates for the radial runout of the vessel shaft by selecting gaps only at the seal of the shaft sleeve on the vessel shaft and at the place of installation of the intermediate sleeve in the bearing by selecting the clearance in the bearing and the gaps at the bearing seats. Since these gaps are small, and compensation is carried out only by sampling these gaps, as shown below, a significant length of the compensator in the axial direction is required. This circumstance narrows the range of compensated radial beats of the vessel shaft and leads to an increase in the dimensions of the vessel.

Задачей предлагаемого изобретения расширение диапазона компенсации радиальных и осевых биений валов герметичных сосудов при уменьшении габаритов компенсатора.The task of the invention is the expansion of the range of compensation of radial and axial beats of the shafts of sealed vessels while reducing the dimensions of the compensator.

Технический результат, достигаемый данным изобретением, заключается в уменьшении габаритов компенсатора, особенно вдоль его оси вращения (длины) при существенном увеличении компенсируемых радиальных и осевых биений вала сосуда при передаче валу МЖУ требуемого для его вращения момента и практическом исключении воздействия на вал МЖУ радиальных и осевых нагрузок от вала сосуда. Уменьшение осевых габаритов компенсатора сокращает и габариты сосуда.The technical result achieved by this invention is to reduce the dimensions of the compensator, especially along its axis of rotation (length) with a significant increase in the compensated radial and axial beats of the vessel shaft when transmitting the MF shaft to the torque required for its rotation and practically eliminating the effect on the MF shaft of radial and axial loads from the shaft of the vessel. Reducing the axial dimensions of the compensator also reduces the dimensions of the vessel.

Технический результат достигается за счет того, что в сосуде с уплотнением и компенсатором радиальных Δr и осевых Δа биений вала сосуда (сосуд), содержащем неподвижный корпус сосуда, вал сосуда, опоры движения вала сосуда, уплотнение вала сосуда, содержащее корпус уплотнения, вал уплотнения и опоры движения вала уплотнения относительно корпуса уплотнения и компенсатор радиальных и осевых биений вала сосуда (компенсатор), вал уплотнения и компенсатор выполнены полыми, охватывающими вал сосуда, при этом корпус сосуда и корпус уплотнения, а также вал сосуда и вал уплотнения герметично, с помощью уплотнительных элементов, сопряжены между собой, и, по крайней мере, одно из указанных соединений сопряжено между собой подвижно через две крайних поверхности сопряжения компенсатора, при этом компенсатор выполнен из n=1, 2, 3 … частей, n-1 части которых герметично и подвижно сопряженных между собой через указанные уплотнительные элементы, компенсатор и две указанных подвижных поверхностей сопряжения содержит k=n+1 пар подвижных друг относительно друга поверхностей сопряжений (пар), при этом указанные поверхности пар выполнены в виде поверхностей вращения и/или плоскими, образующими кинематические пары [Кожевников С.Н., Есипенко Я.И., Раскин Я.М. Механизмы. Справочник. - М.: Машиностроение, 1976. - 784 с. (с. 18-36, с. 53-74)], с.53-74)], имеющими максимально допустимые кинематические подвижности пар для данной конструкции и геометрии сосуда: вращательные θti mах и/или поступательные -

Figure 00000001
и/или плоские - θfi mах и/или сферические - θsi mах, где 1≤i≤k, в пределах указанных максимально допустимых кинематических подвижностей пар возможны радиальные rk и осевые аk перемещения вала сосуда, при этом поверхности сопряжений каждой пары расположены друг относительно друга с зазорами 0≤δmi≤δmi mах, где δmi mах - максимально допустимые зазоры между поверхностями сопряжения для указанных уплотнительных элементов, обеспечивающими возможность дополнительных подвижностей пар и образуют максимально допустимые подвижности пар за счет изменения зазора - вращательные - θGtimax и/или поступательные -
Figure 00000002
и/или плоские - θGfimax и/или сферические - θGsimax, в пределах которых возможны дополнительные радиальные rG и осевые aG перемещения вала сосуда, при этом в пределах указанных кинематических и дополнительных подвижностей пар суммарные радиальные и осевые перемещения вала сосуда обеспечивают выполнение условийThe technical result is achieved due to the fact that in a vessel with a seal and radial Δr and axial Δ a beats of the vessel shaft (vessel) containing the stationary vessel body, the vessel shaft, the supports of the vessel shaft movement, the vessel shaft seal containing the seal body, the seal shaft and bearings of the movement of the seal shaft relative to the seal body and the compensator for the radial and axial beats of the vessel shaft (compensator), the seal shaft and the compensator are hollow, covering the vessel shaft, while the vessel body and the seal body, and Also, the vessel shaft and the seal shaft are hermetically sealed with the help of sealing elements, and at least one of the indicated joints is movably coupled to each other through the two extreme mating surfaces of the compensator, while the compensator is made of n = 1, 2, 3 ... parts, n-1 parts of which are hermetically and movably mated to each other through these sealing elements, a compensator and two of these movable mating surfaces contains k = n + 1 pairs of mating surfaces (pairs) that are movable relative to each other, at om said surface pairs are formed as surfaces of revolution and / or flat, forming the kinematic couple [Kozhevnikov SN Yesipenko Frenkel, YM Raskin The mechanisms. Directory. - M.: Mechanical Engineering, 1976. - 784 p. (p. 18-36, p. 53-74)], p. 53-74)], having the maximum allowable kinematic mobility of pairs for a given design and vessel geometry: rotational θ ti max and / or translational -
Figure 00000001
and / or flat - θ fi max and / or spherical - θ si max , where 1≤i≤k, within the specified maximum allowable kinematic mobilities of the pairs, radial r k and axial a k movements of the vessel shaft are possible, while the mating surfaces of each pair are arranged relative to each other with gaps 0≤δ mi ≤δ mi max where δ mi max - maximum allowable clearance between said mating surfaces for sealing elements, providing the possibility of additional pairs of mobility and form pairs of the maximum allowable mobility due measurable eniya gap - rotational - θ Gtimax and / or translational -
Figure 00000002
and / or flat - θ Gfimax and / or spherical - θ Gsimax , within which additional radial r G and axial a G movements of the vessel shaft are possible, while within the specified kinematic and additional mobilities of the pairs, the total radial and axial movements of the vessel shaft provide conditions

Figure 00000003
Figure 00000003

иand

Figure 00000004
Figure 00000004

Возможны варианты расположения герметичных неподвижных и подвижных сопряжений компенсатора между валом сосуда и валом уплотнения и между корпусом сосуда и корпусом уплотнения или одновременного использования подвижных сопряжений между указанными валами и корпусами. Компенсатор может быть расположен снизу и сверху, внутри и снаружи от МЖУ. Во всех вариантах поверхности сопряжения выполнены в виде поверхностей вращения и/или плоскими, то есть быть, например, сферическими, коническими, цилиндрическими, тороидальными и другими, определяемыми видом образующих и/или плоскими с любым сочетанием их сопряжений. Например, пары сопряжения могут быть образованы поверхностями сфера - сфера или сфера - цилиндр или плоскость - плоскость или плоскость - тороид или цилиндр - цилиндр и т.д. Численные значения в виде возможных углов поворота, радиального и осевого смещений зависят от вида сопрягаемых поверхностей в парах и от конструктивных особенностей сосуда. Выбор вида поверхностей пар зависит от параметров и геометрии сосуда и уровня допускаемых радиальных и осевых биений вала сосуда.Variants of location of sealed stationary and movable joints of the compensator between the vessel shaft and the seal shaft and between the vessel body and the seal housing or the simultaneous use of movable mates between these shafts and housings are possible. The compensator can be located below and above, inside and outside of the MF. In all embodiments, the mating surfaces are made in the form of surfaces of revolution and / or flat, that is, for example, be spherical, conical, cylindrical, toroidal and others, determined by the form of the generators and / or flat with any combination of their mates. For example, mating pairs can be formed by the surfaces of a sphere — sphere or sphere — cylinder or plane — plane or plane — toroid or cylinder — cylinder, etc. Numerical values in the form of possible rotation angles, radial and axial displacements depend on the type of mating surfaces in pairs and on the design features of the vessel. The choice of the type of surfaces of the pairs depends on the parameters and geometry of the vessel and the level of permissible radial and axial beats of the shaft of the vessel.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где показаны.The invention is illustrated by drawings, where shown.

На фиг. 1 - продольный разрез сосуда в области МЖУ и компенсатора, установленного между валом сосуда и валом уплотнения снизу от МЖУ.In FIG. 1 is a longitudinal section of a vessel in the area of the MF and the compensator installed between the shaft of the vessel and the seal shaft below the MF.

На фиг. 2, 3, 4 - увеличенные изображения конструкции по фиг. 1 в местах расположения уплотнительных элементов. На фиг. 2 вариант неподвижного и герметичного соединения корпуса сосуда с корпусом МЖУ через компенсатор. На фиг. 3, 4 вариант герметичных и подвижных соединений компенсатора с валом сосуда и валом уплотнения.In FIG. 2, 3, 4 are enlarged images of the structure of FIG. 1 at the locations of the sealing elements. In FIG. 2 version of the fixed and tight connection of the vessel body with the body of the MFU through the compensator. In FIG. 3, 4 variant of tight and movable joints of the compensator with the shaft of the vessel and the shaft of the seal.

На фиг. 5 - продольный разрез сосуда в области установки МЖУ и компенсатора, установленного между валом сосуда и валом МЖУ внутри МЖУ.In FIG. 5 is a longitudinal section of the vessel in the area of installation of the MF and the compensator installed between the shaft of the vessel and the shaft of the MF inside the MF.

На фиг. 6 изображен продольный разрез сосуда в области МЖУ и компенсатора, установленного между корпусом сосуда и корпусом МЖУ снаружи МЖУ.In FIG. 6 shows a longitudinal section of the vessel in the area of the MF and the compensator installed between the vessel body and the MF housing outside the MF.

На фиг. 7 изображен продольный разрез сосуда в области установки МЖУ и компенсатора с сильфоном.In FIG. 7 shows a longitudinal section of the vessel in the installation area of the MFU and the expansion joint with a bellows.

На фиг. 8 изображен продольный разрез сосуда в области МЖУ и компенсатора со сферическими парами и обозначения основных размеров.In FIG. 8 shows a longitudinal section of the vessel in the area of the MF and compensator with spherical pairs and the designation of the main dimensions.

На фиг. 9 изображена схема сосуда по фиг. 8 с положением компенсатора в исходном положении и в положении и в смещенном положении вала сосуда.In FIG. 9 shows a diagram of the vessel of FIG. 8 with the position of the compensator in the initial position and in the position and in the offset position of the vessel shaft.

На фиг. 10 и 11 положение пары, с зазором между поверхностями сопряжения сфера-сфера в исходном положении и возможные радиальные или осевые перемещения вала сосуда за счет выборки зазора.In FIG. 10 and 11, the position of the pair, with the gap between the interface surfaces of the sphere-sphere in the initial position and the possible radial or axial movement of the shaft of the vessel due to the selection of the gap.

На фиг. 12 представлена схема расположения поверхностей сопряжения по поверхностям вращения цилиндр-цилиндр в нейтральном положении и при перемещении вала сосуда за счет выборки зазора.In FIG. 12 shows the arrangement of the mating surfaces on the surfaces of rotation of the cylinder-cylinder in the neutral position and when moving the shaft of the vessel due to the selection of the gap.

На фиг. 1 представлен сосуд с уплотнением и компенсатором Δr и осевых Δа биений вала сосуда, расположенным между валом сосуда и валом уплотнения. Сосуд состоит из неподвижного корпуса сосуда 1, вала сосуда 2 и опор движения вала сосуда (не показаны). Как правило, давление внутри сосуда отличается от атмосферного или (при их равенстве) требуется отделение объема сосуда от атмосферы по технологическим соображениям или по условиям безопасности. Это приводит к необходимости установки уплотнения, в качестве которого могут быть использованы известные уплотнения, например, лабиринтные, торцевые, магнитожидкостные (МЖУ) и другие. В данном случае принято МЖУ, позволяющее наиболее полно реализовать свои положительные качества: абсолютную герметичность, малые момент трения и потери и отсутствие износа твердых тел при трении. МЖУ 3 содержит корпус МЖУ 4, вал МЖУ 5 и опоры движения (подшипники) вала МЖУ 6. Введение компенсатора 7 обеспечивает бОльшие допустимые радиальные и осевые биения вала сосуда при отсутствии соударений вала сосуда и вала МЖУ. Вал МЖУ и компенсатор выполнены полыми в виде тел вращения, охватывающими вал сосуда.In FIG. 1 shows a vessel with a seal and a compensator Δr and axial Δa of the beat of the vessel shaft located between the vessel shaft and the seal shaft. The vessel consists of a fixed vessel body 1, the shaft of the vessel 2 and the supports of the movement of the shaft of the vessel (not shown). As a rule, the pressure inside the vessel is different from atmospheric or (if they are equal), it is necessary to separate the volume of the vessel from the atmosphere for technological reasons or for safety reasons. This leads to the need to install a seal, in which known seals can be used, for example, labyrinth, end, magneto-liquid (MF) and others. In this case, the MFU has been adopted, which makes it possible to fully realize its positive qualities: absolute tightness, low friction moment and loss, and the absence of wear of solids during friction. FFS 3 contains the housing FFS 4, the shaft FFS 5 and the motion bearings (bearings) of the shaft FFS 6. The introduction of the compensator 7 provides greater allowable radial and axial runout of the shaft of the vessel in the absence of collisions of the shaft of the vessel and the shaft of the FFS. The shaft MFU and the compensator are made hollow in the form of bodies of revolution, covering the shaft of the vessel.

Уплотнение неподвижного соединения корпуса сосуда и корпуса МЖУ (см. фиг. 2) обеспечивается известными уплотнительными средствами: металлическими, пластмассовыми, резиновыми прокладками и уплотнительными кольцами различного сечения. В указанном варианте показано уплотнение резиновым кольцом круглого сечения 8.The seal of the fixed connection of the vessel body and the housing of the MFU (see Fig. 2) is provided by known sealing means: metal, plastic, rubber gaskets and sealing rings of various sections. In this embodiment, the seal is shown with a rubber ring of circular cross section 8.

Компенсатор 7 по фиг. 1 герметично и подвижно связывает между собой вал сосуда и вал МЖУ. Подвижность их соединения обеспечивается сопряжением по сферическим 9 (см. фиг. 3, 4) поверхностям. При этом сферические сопряжения обеспечивают взаимный поворот за счет кинематической подвижности сфера-сфера в радиальных и тангенциальных плоскостях и дополнительные подвижности в радиальном и осевом направлениях в пределах зазора между ними. Некоторые из указанных подвижностей, например, взаимное вращение в тангенциальном направлении могут быть исключены путем фиксации, например, с помощью муфты со сферическими вкладышами 10. В пределах указанных кинематических и дополнительных подвижностей пар суммарные радиальные и осевые перемещения вала сосуда обеспечивают выполнение условий (1) и (2).The compensator 7 of FIG. 1 hermetically and movably connects the shaft of the vessel and the shaft of the MFU. The mobility of their connection is provided by mating on spherical 9 (see Fig. 3, 4) surfaces. In this case, spherical conjugations provide mutual rotation due to the kinematic mobility of the sphere-sphere in radial and tangential planes and additional mobility in the radial and axial directions within the gap between them. Some of these mobilities, for example, mutual rotation in the tangential direction, can be eliminated by fixing, for example, using a sleeve with spherical liners 10. Within the specified kinematic and additional mobilities of the pairs, the total radial and axial movements of the vessel shaft ensure the fulfillment of conditions (1) and (2).

Компенсатор по фиг. 1 состоит из одной части n=1 и сопряжен по двум парам сфера-сфера с валом сосуда и валом МЖУ.The compensator of FIG. 1 consists of one part n = 1 and is conjugated in two pairs of sphere-sphere with the shaft of the vessel and the shaft MJU.

Для удобства сборки сферические поверхности могут быть выполнены составными, например, с накладными фланцами 11 и 12. Стыки фланцев и элементов валов должны быть уплотнены указанными выше средствами, в данном случае, кольцами 13 и 14.For ease of assembly, the spherical surfaces can be made integral, for example, with patch flanges 11 and 12. The joints of the flanges and shaft elements must be sealed by the means indicated above, in this case, rings 13 and 14.

На фиг. 1 места сопряжения пар находятся внутри сосуда, что позволяет уменьшить габариты сосуда в целом. Вместе с тем, указанные сочленения подвержены действию продукта внутри сосуда, что требует дополнительных мер их защиты.In FIG. 1 pairing points are located inside the vessel, which allows to reduce the dimensions of the vessel as a whole. However, these joints are subject to the action of the product inside the vessel, which requires additional measures for their protection.

На фиг. 5 вал сосуда 2 герметично и подвижно сопряжен с валом МЖУ 5, через компенсатор 7. Корпус 4 МЖУ через подшипники 6 центрирует вал МЖУ и неподвижно и герметично сопряжен с корпусом сосуда 1. В отличие от фиг. 1 компенсатор распложен внутри и сверху от МЖУ, что позволяет при несложной защите от продукта (не показано) существенно уменьшить или исключить попадание указанного продукта в сопряжение пары компенсатора в его нижней части. Расположение верхней пары компенсатора над МЖУ упрощает монтаж МЖУ и компенсатора. Вместе с тем, расположение компенсатора внутри МЖУ увеличивает радиальные размеры отверстия вала МЖУ на толщину компенсатора и зазор между компенсатором и валом МЖУ, что неизбежно приведет к увеличению наружных габаритов МЖУ и его массы.In FIG. 5, the shaft of the vessel 2 is hermetically and movably connected to the shaft of the MFU 5, through the compensator 7. The housing 4 of the MFU through the bearings 6 centers the shaft of the MFU and is stationary and hermetically mated with the body of the vessel 1. In contrast to FIG. 1, the compensator is located inside and on top of the MFU, which allows for simple protection from the product (not shown) to significantly reduce or eliminate the occurrence of the specified product in the pair of the compensator in its lower part. The location of the upper pair of the compensator above the MFU simplifies the installation of the MFU and the compensator. At the same time, the location of the compensator inside the MFU increases the radial dimensions of the bore of the MFU shaft by the thickness of the compensator and the gap between the compensator and the MFU shaft, which will inevitably lead to an increase in the external dimensions of the MFU and its mass.

На фиг. 6 радиальные и осевые биения вала сосуда 2 через вал МЖУ 5, подшипники МЖУ 6 и корпус МЖУ 4 устраняются компенсатором 7 и не передаются на корпус сосуда 1. В данном варианте компенсатор состоит из двух частей 15 и 16, т.е. n=2 с тремя парами: две сфера-сфера 8 и цилиндр-цилиндр 11, обеспечивающими герметичные кинематические подвижности для сфера-сфера, указанные выше, и поступательную для пары цилиндр-цилиндр. При выполнении указанных пар с зазором образуются дополнительные подвижности: радиальная и осевая для сфера- сфера и поворот в радиальных плоскостях и радиальные перемещения для пары цилиндр-цилиндр, обеспечивающие в совокупности с кинематическими подвижностями выполнение условий (1) и (2).In FIG. 6 radial and axial runout of the shaft of the vessel 2 through the shaft of the MFU 5, the bearings of the MFU 6 and the housing of the MFU 4 are eliminated by the compensator 7 and are not transmitted to the vessel of the vessel 1. In this embodiment, the compensator consists of two parts 15 and 16, i.e. n = 2 with three pairs: two sphere-sphere 8 and cylinder-cylinder 11, providing hermetic kinematic mobilities for the sphere-sphere indicated above, and translational for the cylinder-cylinder pair. When these pairs are executed with a gap, additional mobilities are formed: radial and axial for the sphere-sphere and rotation in radial planes and radial displacements for the cylinder-cylinder pair, which, in combination with kinematic mobilities, fulfill conditions (1) and (2).

Для исключения (уменьшения) действия масс корпуса МЖУ и компенсатора на подшипники МЖУ в сосуд может быть встроена пружина 17.To eliminate (reduce) the action of the masses of the housing of the MFU and the compensator on the bearings of the MFU, a spring 17 can be built into the vessel.

Данный вариант исполнения позволяет вынести компенсатор из внутренней зоны сосуда, тем самым исключив попадание продукта в подвижные сопряжения компенсатора. Вместе с тем увеличиваются габариты и масса компенсатора.This embodiment allows you to remove the compensator from the inner zone of the vessel, thereby eliminating the ingress of the product into the movable mates of the compensator. At the same time, the dimensions and mass of the compensator increase.

На фиг. 7 представлен вариант исполнения компенсатора по фиг. 1 с уменьшенной осевой жесткостью, например, путем введения сильфона 18. При n=1 компенсатор обеспечивает выполнение условия (1) и (2) за счет кинематических и дополнительных подвижностей пар и за счет упругой деформации сильфона.In FIG. 7 shows an embodiment of the compensator of FIG. 1 with reduced axial stiffness, for example, by introducing a bellows 18. For n = 1, the compensator ensures that conditions (1) and (2) are satisfied due to the kinematic and additional mobilities of the pairs and due to the elastic deformation of the bellows.

Одновременное использование приведенных вариантов установки компенсаторов при соединении вала сосуда и вала МЖУ и при соединении корпуса сосуда и корпуса МЖУ (не показано) позволяет уменьшить осевые габариты компенсатора, но усложняет конструкцию уплотнительного узла и компенсатора.The simultaneous use of the above options for installing compensators when connecting the vessel shaft and the MF shaft and when connecting the vessel body and the MF housing (not shown) allows to reduce the axial dimensions of the compensator, but complicates the design of the sealing assembly and the compensator.

На продольном разрезе компенсатора, сопряженного с валами сосуда и МЖУ (см. фиг. 8), представлены размеры, определяющие его геометрию. Вал сосуда 2 диаметром d находится в нейтральном положении без радиального и осевого смещений. Расположение компенсатора 7 между валом сосуда и валом МЖУ 5 предопределяет необходимость наличия радиальных зазоров между валом сосуда и, соответственно, внутренним диаметром вала МЖУ ΔS ≥ Δr и между валом сосуда и внутренним диаметром компенсатора Δk ≥ Δr. Последний может быть переменным, увеличиваясь от места сопряжения с валом сосуда 19 к месту сопряжения с валом МЖУ 20. Выполнение этих условий предотвращает касания и удары вала сосуда о МЖУ и компенсатор, но требует выполнения внутреннего диаметра вала МЖУ и внутреннего диаметра компенсатора, по крайней мере, в области пары 15 не менееOn the longitudinal section of the compensator, coupled with the shafts of the vessel and MFU (see Fig. 8), presents the dimensions that determine its geometry. The shaft of the vessel 2 with a diameter of d is in a neutral position without radial and axial displacements. The location of the compensator 7 between the shaft of the vessel and the shaft of the MFU 5 determines the need for radial gaps between the shaft of the vessel and, accordingly, the inner diameter of the shaft of the MFU Δ S ≥ Δ r and between the shaft of the vessel and the inner diameter of the compensator Δ k ≥ Δ r. The latter can be variable, increasing from the place of interfacing with the shaft of the vessel 19 to the place of interfacing with the shaft of the MFU 20. The fulfillment of these conditions prevents touching and impacts of the shaft of the vessel on the MFD and the compensator, but requires the internal diameter of the shaft of the MFU and the internal diameter of the compensator , in the field of pair 15, not less

Figure 00000005
Figure 00000005

В данном случае пары сопряжений 19 и 20 сферические, обеспечивающие указанные выше подвижности. Диаметры сфер в общем случае не равны друг другу. Расстояние между их центрами - L. Диаметры d11, d1N, d21, d2N - диаметры расположения уплотнительных элементов, определяющих допустимые зазоры между поверхностями сопряжений пар.In this case, the pair of mates 19 and 20 are spherical, providing the above mobility. The diameters of the spheres are generally not equal to each other. The distance between their centers is L. The diameters d 11 , d 1N , d 21 , d 2N are the diameters of the location of the sealing elements that determine the allowable clearances between the surfaces of the mating pairs.

Поверхности сопряжения пар на компенсаторе могут быть расположены снаружи или внутри и сверху или снизу относительно МЖУ. Например, на фиг. 9 поверхность компенсатора пары вал сосуда - компенсатор располагается снаружи пары, а у пары вал МЖУ - компенсатор внутри. Образующая компенсатора между парами сопряжений может отличаться от цилиндрической и быть, например, конической, обеспечивая параллельность его образующей оси вала сосуда, в плоскости максимального радиального смещения вала сосуда. Очевидно, в этом случае при заданном межосевом расстоянии между центрами пар (центрами сопряжений) длина компенсатора будет минимальной.The pairing surfaces of the pairs on the expansion joint can be located outside or inside and above or below relative to the MF. For example, in FIG. 9 the surface of the expansion joint pair of the vessel shaft - the expansion joint is located outside the pair, and the pair shaft MJU - expansion joint inside. The generatrix of the compensator between pairs of mates may differ from cylindrical and, for example, be conical, ensuring that its generatrix axis of the vessel shaft is parallel in the plane of the maximum radial displacement of the vessel shaft. Obviously, in this case, for a given center distance between the centers of the pairs (mating centers), the length of the compensator will be minimal.

С практической точки зрения наиболее целесообразно для компенсации биений вала сосуда использовать кинематические подвижности, например, как показано на фиг. 6, 9, где для компенсации радиальных биений - выбраны пары сферических поверхностей, образующих сферические кинематические подвижности, а для компенсации осевых биений пары - пара цилиндр-цилиндр, образующие поступательную подвижность. В этом случае указанные пары могут работать без изменения зазора между поверхностями пар. Для удовлетворения изложенного сферические пары должны вращаться друг относительно друга относительно их общих центров, лежащих на расстоянии L друг от друга. В этом случае при радиальном сдвиге Δr вала сосуда (см. фиг. 9) должно выполняться условие (без учета изменения расстояния между их центрами)From a practical point of view, it is most expedient to use kinematic mobility, for example, as shown in FIG. 6, 9, where, to compensate for radial beats, pairs of spherical surfaces forming spherical kinematic mobilities are selected, and to compensate for axial beats of a pair, a cylinder-cylinder pair forming translational mobility is selected. In this case, these pairs can work without changing the gap between the surfaces of the pairs. To satisfy the above, spherical pairs must rotate relative to each other with respect to their common centers lying at a distance L from each other. In this case, with a radial shift Δ r of the vessel shaft (see Fig. 9), the condition must be satisfied (without taking into account the change in the distance between their centers)

Figure 00000006
Figure 00000006

где α - допустимый угол поворота поверхностей пар друг относительно друга в радиальной плоскости, определяемый конструктивными параметрами сочленяемых поверхностей. Например, для сферических пар угол поворота в радиальных плоскостях может достигать 5O (величина определяется диаметрами расположения уплотнительных элементов d11, d1N, d21, d2N и ограничивается динамическими нагрузками в сферических парах и может быть повышен при низких оборотах вала сосуда). В этом случае расстояние L в соответствии с (3) должно быть L ≥ 11,5Δr, что, например, при Δr=5 мм потребует выполнения условия L ≥ 57,5 мм.where α is the permissible angle of rotation of the surfaces of the pairs relative to each other in the radial plane, determined by the design parameters of the articulated surfaces. For example, for spherical pairs, the rotation angle in radial planes can reach 5 O (the value is determined by the diameters of the sealing elements d 11 , d 1N , d 21 , d 2N and is limited by dynamic loads in spherical pairs and can be increased at low speeds of the vessel shaft). In this case, the distance L in accordance with (3) should be L ≥ 11.5Δ r , which, for example, at Δ r = 5 mm will require the fulfillment of the condition L ≥ 57.5 mm.

Вместе с тем наряду с использованием кинематических подвижностей сфер могут быть использованы дополнительные подвижности за счет изменения зазоров между сферами. Перемещение поверхностей пар друг относительно друга в радиальной плоскости происходит между двумя предельными направлениями: перемещением в радиальном и осевом направлениях в пределах двух зазоров между двумя парами до касания двух поверхностей пар. Очевидно, предельное перемещение двух пар компенсатора в радиальном направлении равно (δks) (см. фиг. 11) а в осевом - θGl max. (см. фиг. 10). Отсюда для конструкции по фиг. 9 возможны два предельных варианта компенсации радиального и осевого биений вала сосуда. При радиальной выборке зазоров δk1(2) (см. фиг. 10) пределы радиального и осевого смещенийAt the same time, along with the use of kinematic mobilities of the spheres, additional mobilities can be used by changing the gaps between the spheres. The movement of the surfaces of the pairs relative to each other in the radial plane occurs between two limit directions: the movement in the radial and axial directions within two gaps between the two pairs until the two surfaces of the pairs touch. Obviously, the limiting movement of two pairs of compensator in the radial direction is (δ k + δ s ) (see Fig. 11) and in the axial direction θ Gl max . (see Fig. 10). Hence, for the structure of FIG. 9, two limiting variants of compensation of the radial and axial beats of the vessel shaft are possible. With a radial selection of gaps δ k1 (2) (see Fig. 10), the limits of radial and axial displacements

Figure 00000007
Figure 00000007

а при осевой выборке зазора пределы радиального и осевого смещенийand with axial clearance sampling, the limits of radial and axial displacements

Figure 00000008
Figure 00000008

Очевидно, что возможно одновременное перемещение по осевой и радиальной выборке зазора с учетом выполнения условий (4) и (5). При этом зазор между парами может выбираться полностью или частично, оставляя запас перемещения.Obviously, simultaneous movement along the axial and radial sampling of the gap is possible taking into account the fulfillment of conditions (4) and (5). In this case, the gap between the pairs can be selected in whole or in part, leaving a margin of movement.

На схеме фиг. 12 пары сопряжения выполнены в виде поверхностей вращения цилиндр-цилиндр с радиальными зазорами между ними δk1 и δk2, определяемыми условиями сохранения герметичности уплотнительных элементов (не показано) между поверхностями пар. Осевое биение вала сосуда компенсируется за счет кинематических подвижностей пар, в совокупности обеспечивающих выполнение условия (2) при a G=0. При радиальном смещении вала сосуда в пределахIn the diagram of FIG. 12 pairs of interfaces are made in the form of cylinder-to-cylinder surfaces of rotation with radial gaps between them δ k1 and δ k2 , determined by the conditions for maintaining the tightness of the sealing elements (not shown) between the surfaces of the pairs. The axial runout of the vessel shaft is compensated by the kinematic mobilities of the pairs, which together ensure the fulfillment of condition (2) at a G = 0. With a radial displacement of the vessel shaft within

Figure 00000009
Figure 00000009

происходит радиальная выборка зазоров. Далее происходит поворот компенсатора в пределах указанных зазоров. Закон движения компенсатора при его повороте достаточно сложен и должен учитывать совокупность действующих на компенсатор через уплотнительные элементы сил и моментов, геометрические размеры компенсатора и поверхностей пар. В конечном итоге компенсатор повернется на уголthere is a radial selection of gaps. Next, the compensator rotates within the specified gaps. The law of movement of the compensator during its rotation is quite complicated and must take into account the totality of forces and moments acting on the compensator through the sealing elements, the geometric dimensions of the compensator and the surfaces of the pairs. In the end, the compensator will rotate an angle

Figure 00000010
Figure 00000010

где RSR - средний радиус поворота торцевых краев компенсатора относительно центра его поворота. В этом случае минимальная длина компенсатора должна удовлетворять условиюwhere R SR is the average radius of rotation of the end edges of the compensator relative to the center of its rotation. In this case, the minimum length of the compensator must satisfy the condition

Figure 00000011
Figure 00000011

В соответствии с (7) для дополнительных подвижностей в пределах зазоров цилиндрических пар угол их поворота относительно друг друга составляетIn accordance with (7), for additional mobilities within the gaps of cylindrical pairs, the angle of their rotation relative to each other is

Figure 00000012
Figure 00000012

В этом случае расстояние между центрами цилиндрических поверхностей пар в соответствии с (8) должно бытьIn this case, the distance between the centers of the cylindrical surfaces of the pairs in accordance with (8) should be

Figure 00000013
Figure 00000013

что при Δr=5 мм требует L ≥ 860 мм.that at Δ r = 5 mm requires L ≥ 860 mm.

Поэтому длина компенсатора, а, следовательно, и его габариты при использовании кинематической сферической подвижности (см. 3а) более чем на порядок меньше, чем при использовании дополнительных подвижностей за счет зазоров в цилиндрических парах (см. 8а).Therefore, the length of the compensator, and, consequently, its dimensions when using kinematic spherical mobility (see 3a) is more than an order of magnitude shorter than when using additional mobilities due to gaps in cylindrical pairs (see 8a).

Таким образом, для всего множества пар, определяемых указанными поверхностями вращения и/или плоскими поверхностями, могут быть образованы пары с кинематическими подвижности и/или пары с подвижностями за счет выборки зазора между поверхностями пар. Выбор пары определяется конструкцией сосуда в зоне компенсатора, а также заданными уровнями радиальных и осевых биений вала сосуда. Очевидно, при высоком уровне заданных радиальных и осевых биениях вала сосуда выбор пар, обеспечивающих кинематические подвижности предпочтительнее, чем пар с подвижностями за счет выборки зазора. При небольших уровнях указанных биений условия (1) и (2) могут быть выполнены за счет совокупности кинематических и дополнительных подвижностей пар или исключительно за счет дополнительных подвижностей за счет выборки зазоров.Thus, for the whole set of pairs defined by the indicated surfaces of revolution and / or flat surfaces, pairs with kinematic mobility and / or pairs with mobility can be formed due to sampling the gap between the surfaces of the pairs. The choice of a pair is determined by the design of the vessel in the compensator zone, as well as the given levels of radial and axial beats of the vessel shaft. Obviously, with a high level of given radial and axial beats of the vessel shaft, the choice of pairs providing kinematic mobilities is preferable than pairs with mobilities due to sampling of the gap. At small levels of these beats, conditions (1) and (2) can be fulfilled due to the combination of kinematic and additional mobilities of the pairs or solely due to additional mobilities due to the selection of gaps.

Например, при незначительных радиальных биениях вала сосуда и при значительных осевых его биениях может быть выбрана конструкция компенсатора по фиг. 12 с цилиндрическими парами. Они проще в изготовлении, чем, например, сферические пары и соответственно, дешевле и при небольших радиальных биениях вала сосуда цилиндрическая форма пар может быть предпочтительной. В любом случае должны выполняться условия (1) и (2).For example, with minor radial run-outs of the vessel shaft and with significant axial run-outs, the compensator design of FIG. 12 with cylindrical pairs. They are easier to manufacture than, for example, spherical pairs and, accordingly, cheaper and for small radial run-outs of the vessel shaft, a cylindrical shape of the pairs may be preferable. In any case, conditions (1) and (2) must be satisfied.

Компенсатор может состоять из нескольких частей, как показано на фиг. 6. Это позволяет компенсировать радиальные и осевые биения вала сосуда практически за счет кинематических подвижностей.The compensator may consist of several parts, as shown in FIG. 6. This allows you to compensate for radial and axial runout of the vessel shaft practically due to kinematic mobility.

Следует отметить, что элементы уплотнения поверхностей пар компенсатора при совершении компенсирующих движений работают в режиме уплотнения неподвижного типа, а их относительные движения друг относительно друга относятся к периодическим перемещениям пар при компенсации биений, вибрации и т.п. В качестве примера рассмотрим пару плоская поверхность - плоская поверхность перпендикулярные оси вращения. При расположении уплотнительного элемента этой пары на диаметре 100 мм и при числе оборотов вала сосуда 1000 об/мин относительно второй плоской неподвижной поверхности пары окружная скорость движения точки на подвижной плоскости будет равна - 5,23 м/с (аналогично это скорость относительного движения поверхностей торцевого уплотнения на данном диаметре). Если указанные плоские поверхности пары расположены на компенсаторе и на одном из валов (сосуда или уплотнения) они вращаются синхронно, а их движение друг относительно друга определяется заданным радиальным биением. При величине радиального биения вала сосуда Δr=5 мм при указанной геометрии и параметрах радиальная скорость относительного движения поверхностей пары за один оборот вала сосуда - 0.0055 м/с, т.е. более чем на три порядка меньше, чем приведенная выше. Осевая и тангенциальная составляющие скорости при этом равны нулю.It should be noted that the elements of the compaction of the surfaces of the pairs of the compensator when making compensating movements work in the compaction mode of a fixed type, and their relative movements relative to each other relate to periodic movements of the pairs when compensating for beats, vibrations, etc. As an example, consider a pair of flat surface - flat surface perpendicular to the axis of rotation. With the location of the sealing element of this pair on a diameter of 100 mm and with the number of revolutions of the vessel shaft 1000 rpm relative to the second flat stationary surface of the pair, the peripheral speed of the point on the moving plane will be equal to 5.23 m / s (similarly, this is the speed of the relative movement of the end surfaces seals on a given diameter). If the indicated flat surfaces of the pair are located on the compensator and on one of the shafts (vessel or seal) they rotate synchronously, and their movement relative to each other is determined by a given radial runout. With the value of the radial runout of the vessel shaft Δr = 5 mm with the specified geometry and parameters, the radial velocity of the relative motion of the surfaces of the pair for one revolution of the vessel shaft is 0.0055 m / s, i.e. more than three orders of magnitude less than the above. The axial and tangential components of the velocity are equal to zero.

Claims (1)

Сосуд с уплотнением и компенсатором радиальных Δr и осевых Δа биений вала сосуда, содержащий неподвижный корпус сосуда, вал сосуда, опоры движения вала сосуда, уплотнение вала сосуда, содержащее корпус уплотнения, вал уплотнения и опоры движения вала уплотнения и компенсатор радиальных и осевых биений вала сосуда, вал уплотнения и компенсатор выполнены полыми, охватывающими вал сосуда, при этом корпус сосуда и корпус уплотнения, а также вал сосуда и вал уплотнения герметично, с помощью уплотнительных элементов, сопряжены между собой, и, по крайней мере, одно из указанных соединений сопряжено между собой подвижно через две крайних поверхности сопряжения компенсатора, отличающийся тем, что компенсатор выполнен из n=1, 2, 3 … частей, n-1 части которых герметично и подвижно сопряжены между собой через указанные уплотнительные элементы, компенсатор и две указанные подвижные поверхности сопряжения содержат k=n+1 пар подвижных относительно друг друга поверхностей сопряжений, при этом указанные поверхности пар выполнены в виде поверхностей вращения и/или плоскими, образующими кинематические пары, имеющие максимально допустимые кинематические подвижности пар для данной конструкции и геометрии сосуда: вращательные θti max, и/или поступательные -
Figure 00000014
, и/или плоские - θfimах, и/или сферические - θsi mах, где i=1,…k, в пределах указанных максимально допустимых кинематических подвижностей пар возможны радиальные rk и осевые аk перемещения вала сосуда, при этом поверхности сопряжений каждой пары расположены относительно друг друга с зазорами 0≤δmi≤δmi mах, где δmi mах - максимально допустимые зазоры между парами для указанных уплотнительных элементов, обеспечивающими возможность дополнительных подвижностей пар и образуют максимально допустимые подвижности пар за счет изменения зазора - вращательные - θGti mах, и/или поступательные -
Figure 00000015
, и/или плоские - θGfimax, и/или сферические - θGsimax, в пределах которых возможны дополнительные радиальные rG и осевые aG перемещения вала, при этом в пределах указанных кинематических и дополнительных подвижностей пар суммарные радиальные, и осевые перемещения вала сосуда обеспечивают выполнение условий rs=(rk+rG)≥Δr и as=(аk+aG)≥Δа.
A vessel with a seal and a compensator for the radial Δr and axial Δа of the beats of the vessel shaft, containing the stationary vessel body, the vessel shaft, support for the movement of the vessel shaft, the seal of the vessel shaft, containing the seal body, the seal shaft and support for the movement of the seal shaft and the radial and axial beats of the vessel shaft , the seal shaft and the compensator are hollow, covering the vessel shaft, while the vessel body and the seal body, as well as the vessel shaft and the seal shaft are hermetically sealed with the help of sealing elements, and, according to at least one of these compounds is movably coupled to each other through the two extreme mating surfaces of the compensator, characterized in that the compensator is made up of n = 1, 2, 3 ... parts, n-1 parts of which are hermetically and movably mated to each other through said sealing elements , the compensator and the two indicated movable mating surfaces contain k = n + 1 pairs of mating surfaces movable relative to each other, while the indicated pair surfaces are made in the form of surfaces of revolution and / or flat, forming a kinema of sul pair having the maximum allowable kinematic pairs of mobility for the design and geometry of the vessel: the rotational θ ti max, and / or translational -
Figure 00000014
, and / or flat - θ fimax , and / or spherical - θ si max , where i = 1, ... k, within the specified maximum allowable kinematic mobilities of the pairs, radial r k and axial a k movements of the vessel shaft are possible, while the mating surfaces of each pair are located relative to each other with gaps 0 ≤ δ mi ≤ δ mi max , where δ mi max are the maximum allowable gaps between the pairs for the specified sealing elements, which provide the possibility of additional mobility of the pairs and form the maximum allowable mobility of the pairs by changing the gap - rotation stative - θ Gti max , and / or progressive -
Figure 00000015
, and / or flat - θ Gfimax , and / or spherical - θ Gsimax , within which additional radial r G and axial a G movements of the shaft are possible, while within the specified kinematic and additional mobilities of the pairs, the total radial and axial displacements of the vessel shaft ensure the fulfillment of the conditions r s = (r k + r G ) ≥Δ r and a s = (a k + a G ) ≥Δ a .
RU2018134242A 2018-09-27 2018-09-27 Vessel with seal and compensator of radial and axial beats of vessel shaft RU2707442C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018134242A RU2707442C1 (en) 2018-09-27 2018-09-27 Vessel with seal and compensator of radial and axial beats of vessel shaft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018134242A RU2707442C1 (en) 2018-09-27 2018-09-27 Vessel with seal and compensator of radial and axial beats of vessel shaft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2707442C1 true RU2707442C1 (en) 2019-11-26

Family

ID=68653225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018134242A RU2707442C1 (en) 2018-09-27 2018-09-27 Vessel with seal and compensator of radial and axial beats of vessel shaft

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2707442C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU892075A1 (en) * 1980-04-21 1981-12-23 Ивановский энергетический институт им.В.И.Ленина Magnetic liquid sealing
SU1095002A1 (en) * 1983-05-24 1984-05-30 Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения Shaft magnetic-liquid seal
SU1227884A1 (en) * 1984-11-05 1986-04-30 Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения Magnetic-liquid seal
SU1227885A1 (en) * 1984-11-05 1986-04-30 Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения Magnetic-liquid seal

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU892075A1 (en) * 1980-04-21 1981-12-23 Ивановский энергетический институт им.В.И.Ленина Magnetic liquid sealing
SU1095002A1 (en) * 1983-05-24 1984-05-30 Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения Shaft magnetic-liquid seal
SU1227884A1 (en) * 1984-11-05 1986-04-30 Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения Magnetic-liquid seal
SU1227885A1 (en) * 1984-11-05 1986-04-30 Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения Magnetic-liquid seal

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7354347B2 (en) Constant velocity universal joint
US4647227A (en) Bearing, such as for rotary shaft
EP2910823A1 (en) Bellows seal
JPH06137317A (en) Turning bearing device
US3484143A (en) Elastohydrodynamic sliding bearings
US20190144106A1 (en) Combination elastomeric and ellipsoidal plain bearing
RU2707442C1 (en) Vessel with seal and compensator of radial and axial beats of vessel shaft
US2744774A (en) Shaft-seal
US2986022A (en) Constant velocity joint
CA3048030C (en) High pressure dynamic sealing device
RU183796U1 (en) Thrust bearing
EP3627014B1 (en) Mechanical seal
JPS6235118A (en) Shaft coupling
CN1777763A (en) Centring device for mutually centring two shaft ends
US4111435A (en) Fluid-tight sealing devices
CN102333978A (en) A mechanical sealing device
KR101053737B1 (en) Sealing device, sealing ring and uses thereof
US20200191195A1 (en) Sealing device
US4337952A (en) Hermetic sealing apparatus for a rotating shaft
CN214839212U (en) Sliding joint type pipeline compensator
EP0187059A1 (en) Variable friction secondary seal for face seals
US3178190A (en) Fluid-tight sealing device for rotating bodies
RU2696922C1 (en) Sealed coupling device for fluid medium
EP4141281A1 (en) Device with contactless heat transfer
CN112594472A (en) Sliding joint type pipeline compensator