RU2718395C1 - Механическое уплотнение и его уплотнительное кольцо - Google Patents

Механическое уплотнение и его уплотнительное кольцо Download PDF

Info

Publication number
RU2718395C1
RU2718395C1 RU2019139044A RU2019139044A RU2718395C1 RU 2718395 C1 RU2718395 C1 RU 2718395C1 RU 2019139044 A RU2019139044 A RU 2019139044A RU 2019139044 A RU2019139044 A RU 2019139044A RU 2718395 C1 RU2718395 C1 RU 2718395C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sealing ring
mechanical seal
ring
peripheral surface
movable
Prior art date
Application number
RU2019139044A
Other languages
English (en)
Inventor
Юкка ВАЙНИКАЙНЕН
Original Assignee
Зульцер Мэнэджмент Аг
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 Зульцер Мэнэджмент Аг filed Critical Зульцер Мэнэджмент Аг
Application granted granted Critical
Publication of RU2718395C1 publication Critical patent/RU2718395C1/ru

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
    • F16J15/3492—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member with monitoring or measuring means associated with the seal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/10—Shaft sealings
    • F04D29/12—Shaft sealings using sealing-rings
    • F04D29/126—Shaft sealings using sealing-rings especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/128—Shaft sealings using sealing-rings especially adapted for liquid pumps with special means for adducting cooling or sealing fluid
    • 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
    • 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
    • F16J15/3404—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/10—Shaft sealings
    • F04D29/12—Shaft sealings using sealing-rings
    • F04D29/122—Shaft sealings using sealing-rings especially adapted for elastic fluid pumps
    • 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
    • F16J15/162—Special parts or details relating to lubrication or cooling of the sealing itself
    • 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
    • F16J15/3496—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member use of special materials

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к механическому уплотнению, содержащему подвижную часть и неподвижную часть, причем упомянутая подвижная часть содержит по меньшей мере подвижное уплотнительное кольцо (24) и держатель подвижного уплотнительного кольца, а упомянутая неподвижная часть содержит по меньшей мере неподвижное уплотнительное кольцо (36) и держатель (34) неподвижного уплотнительного кольца, причем упомянутое механическое уплотнение содержит кольцевую канавку (54, 58) в одном из подвижного уплотнительного кольца (24) и неподвижного уплотнительного кольца и датчик (62) в сообщении с механическим уплотнением (10). Кольцевая канавка расположена на расстоянии от торца одного из уплотнительных колец. Изобретение обеспечивает контроля износа механического уплотнения в нормальных рабочих условиях. 2 н. и 11 з.п ф-лы, 9 ил.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к механическому уплотнению в соответствии с ограничительной частью п. 1 формулы изобретения и уплотнительному кольцу в соответствии с ограничительной частью п. 10 формулы изобретения.
Уровень техники
Механические уплотнения получают все большее признание в различных применениях уплотнения валов. Механические уплотнения находят применение в различных насосах, смесителях и мешалках. Механические уплотнения имеют сравнительно простую конструкцию, они выдерживают высокие температуры, а их технический уход и обслуживание относительно просты. Однако их срок службы, как и срок службы уплотнений других типов, трудно прогнозировать. К тому же совершенно невозможно осуществлять какой-либо визуальный контроль состояния уплотнения. Поэтому предшествующий уровень техники включает множество документов, которые описывают текущий контроль состояния механического уплотнения.
В патенте США №6065345 описан способ текущего контроля состояния механического уплотнения в устройстве, содержащем вращающуюся часть, в частности в насосе, которая содержит вращающийся вал для перемещения текучей среды, уровень производимого шума уплотнения непрерывно измеряют в дискретные моменты времени в рабочем состоянии устройства и из акустических сигналов получают по меньшей мере одно статистическое характеристическое значение. Целью вышеупомянутого патента является текущий контроль состояния скольжения уплотнения. Другими словами, если уплотнение начинает высыхать, т.е. по какой-то причине промывка работает ненадлежащим образом, акустическая эмиссия из уплотнения изменяется в зависимости от состояния смазочной пленки. Упомянутый патент США описывает также влияние скорости вращения насоса, температуры промывочной жидкости, давления перекачиваемой текучей среды и др. на акустическую эмиссию уплотнения, при этом акустическая эмиссия может изменяться даже если бы условия скольжения не изменялись.
В патенте США №6360610 описаны система и способ, которые в частности пригодны для текущего контроля зоны контакта двух смазываемых жидкостью поверхностей механического уплотнения. Упомянутая система осуществляет текущий контроль зоны контакта посредством использования источника волн для создания ультразвуковой сдвиговой волны, направления упомянутой волны к упомянутой зоне контакта, обнаружения упомянутой волны после ее взаимодействия в упомянутой зоной контакта и сравнения обнаруженной волны с заданными характеристиками волны. На основе упомянутого сравнения может быть выдан сигнал предупреждения. Упомянутый сигнал предупреждения может означать, что механическое уплотнение выходит из строя. В предпочтительном примере, упомянутый подход включает обнаружение разрушения смазочной пленки между поверхностями уплотнения и обнаружение чрезмерного контакта неровности. Разрушение смазочной пленки и чрезмерный контакт неровности являются предшественниками отказа уплотнения. Ультразвуковой преобразователь размещают за одной из поверхностей уплотнения и используют для создания ультразвуковых сдвиговых волн (с известной чистотой и амплитудой), которые распространяются к зоне контакта между двумя поверхностями уплотнения. Посредством текущего контроля амплитуд волн, передаваемых через или отражаемых зоной контакта, можно определять разрушение пленки и степень контакта между упомянутыми поверхностями.
Еще одним документом, описывающим состояние пленки текучей среды между поверхностями скольжения, является публикация GB 2430034 А. Она раскрывает систему текущего контроля состояния, использующую по меньшей мере одно устройство, чувствительное к акустической эмиссии, для того чтобы опосредованно и/или дистанционно осуществлять текущий контроль технического состояния части вращающегося оборудования, и использование упомянутого устройства применительно, например, к механическому уплотнению или подшипниковому узлу. Упомянутое устройство, чувствительное к акустической эмиссии, может быть размещено в прямом или непрямом контакте с противоположными вращающимися поверхностями. Сигнал, излучаемый упомянутым устройством, чувствительным к акустической эмиссии, может быть усилен, отфильтрован от фонового шума, подвергнут компьютерной обработке, сравнен с контрольными значениями и сохранен в устройстве хранения данных.
В патенте США №8527214 описано механическое устройство, показывающее степень износа поверхностей скольжения механического уплотнения. Описанное механическое устройство, с одной стороны, представляет собой простое устройство, измеряющее физическое осевое перемещение уплотнительного кольца вследствие износа, но с другой стороны, в большинстве применений на практике его довольно трудно разместить так в соединении с механическим уплотнением. В частности, также трудно разместить следящий элемент так, чтобы он находился в механическом контакте с держателем подвижного уплотнительного кольца, осевое перемещение которого нужно измерять, как описано в данном патенте.
Другими словами, вышеописанный известный уровень техники описывает либо ненормальные рабочие условия, в которых смазка поверхностей механического уплотнения прекратилась или вот-вот прекратится, либо износ в нормальных рабочих условиях. Однако текущий контроль износа в нормальных рабочих условиях требует, в соответствии с известным уровнем техники, такого устройства, которое, хотя и является в принципе простым, трудно сконструировать, и предполагает высокий риск функционального сбоя, поскольку следящий элемент, описанный в упомянутом патенте США №8527214, также подвержен износу.
Таким образом, целью настоящего изобретения является решение по меньшей мере одной из вышеописанных проблем.
Другой целью настоящего изобретения является повышение надежности и возможности прогнозирования работы механического уплотнения.
Другой целью настоящего изобретения является создание механического уплотнения, снабженного надежным и простым средством для текущего контроля износа механического уплотнения в нормальных рабочих условиях.
Сущность изобретения
По меньшей мере одна из упомянутых целей настоящего изобретения достигается по существу, как описано в независимых пунктах формулы изобретения и в других пунктах формулы изобретения, описывающих дополнительные детали других вариантов осуществления изобретения.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения механическое уплотнение, содержащее подвижную часть и неподвижную часть, причем упомянутая подвижная часть образована по меньшей мере из подвижного уплотнительного кольца, содержащего второй торец с площадью и подвижной поверхностью скольжения, и из держателя подвижного уплотнительного кольца, а упомянутая неподвижная часть образована по меньшей мере из неподвижного уплотнительного кольца, содержащего второй торец с площадью и неподвижной поверхностью скольжения, и из держателя неподвижного уплотнительного кольца, причем упомянутое механическое уплотнение содержит элемент, изменяющий упомянутую площадь упомянутого второго торца одного из подвижного уплотнительного кольца и неподвижного уплотнительного кольца, и датчик, предусмотренный в сообщении с упомянутым механическим уплотнением, причем упомянутый датчик представляет собой один из акустического датчика, датчика вибрации и датчика ускорения.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения упомянутое уплотнительное кольцо для механического уплотнения, причем упомянутое уплотнительное кольцо содержит внутреннюю периферийную поверхность, внешнюю периферийную поверхность, первый торец и второй торец с поверхностью скольжения и площадью, и элемент, изменяющий упомянутую площадь упомянутого второго торца уплотнительного кольца, причем упомянутый элемент расположен в или на по меньшей мере упомянутой внутренней периферийной поверхности.
Это обеспечивает механическое уплотнение со значительно повышенной надежностью.
Примерные варианты осуществления изобретения, представленные в данной заявке на патент, не следует воспринимать как накладывающие ограничения применимости прилагаемой формулы изобретения. Глагол «содержать» используется в данной заявке на патент как открытое ограничение, которое не исключает наличия также и неупомянутых признаков. Признаки, упомянутые в зависимых пунктах формулы изобретения, могут быть использованы в произвольных комбинациях, если явно не оговорено иное. Новые признаки, которые рассматриваются в качестве характеристики изобретения, изложены в частности в прилагаемой формуле изобретения.
Краткое описание чертежей
Ниже механическое уплотнение и уплотнительное кольцо настоящего изобретения будут описаны более подробно со ссылкой на прилагаемые примерные схематические чертежи, на которых:
Фиг. 1 - общее изображение известного из уровня техники механического уплотнения;
Фиг. 2 - механическое уплотнение в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 3 - увеличенный разрез части механического уплотнения, показанного на Фиг. 2;
Фиг. 4 - увеличенный разрез части механического уплотнения в соответствии с вторым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 5 - увеличенный разрез части механического уплотнения в соответствии с третьим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 6 - увеличенный разрез части механического уплотнения в соответствии с четвертым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 7 - увеличенный разрез части механического уплотнения в соответствии с пятым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 8 - увеличенный разрез части механического уплотнения в соответствии с шестым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения; и
Фиг. 9 - увеличенный разрез части механического уплотнения в соответствии с седьмым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
Фиг. 1 схематично и в качестве примера показывает одинарное механическое уплотнение 10, хотя настоящее изобретение, естественно, применимо также к двойному механическому уплотнению. Механическое уплотнение 10 используется для уплотнения вала 12, например, потоковой машины так, что внутреннее пространство потоковой машины с левой стороны от уплотнения отделено от атмосферы с правой стороны от уплотнения. Механическое уплотнение 10 расположено в уплотнительной камере 14, расположенной в специальном корпусе 16 уплотнения или в крышке корпуса потоковой машины.
В соответствии с Фиг. 1 и 2, механическое уплотнение 10 содержит подвижную часть 18 и неподвижную часть 32. Подвижная часть 18 содержит удерживающее кольцо 20, держатель 22 подвижного уплотнительного кольца, подвижное уплотнительное кольцо 24, по меньшей мере один установочный винт 26, одну или более пружин 28 и уплотняющее кольцо 30. Неподвижная часть 32 содержит держатель 34 неподвижного уплотнительного кольца, неподвижное уплотнительное кольцо 36, корпусную часть 38, уплотняющие кольца 40 и 42, направляющий штифт 44, сальниковое кольцо 46 и болты 48. Упомянутое уплотнение собирают на валу 12 так, что удерживающее кольцо 20, включающее упомянутую по меньшей мере одну пружину 28, закрепляют на валу 12 в надлежащем положении посредством упомянутого по меньшей мере одного установочного винта 26. Затем держатель 22 подвижного уплотнительного кольца с подвижным уплотнительным кольцом 24 продвигают на вал так, что держатель 22 подвижного уплотнительного кольца остается плавающим на валу 12 посредством опоры уплотняющего кольца 30. Затем неподвижное уплотнительное кольцо 36 с его держателем 34 и корпусной частью 38 с ее уплотняющими кольцами 40 и 42 устанавливают на валу 12 к опоре корпуса 16 уплотнения и прикрепляют к нему посредством сальникового кольца 46 и болтов 48.
В соответствии с Фиг. 3, подвижное уплотнительное кольцо 24 содержит первый торец 50, который расположен в седле в держателе 22 подвижного уплотнительного кольца (см. Фиг. 2), и второй торец 52 с площадью и поверхностью скольжения, при использовании обращенной к поверхности скольжения неподвижного уплотнительного кольца 36. Кольцевая канавка 54 предусмотрена на внешней периферийной поверхности 56 подвижного уплотнительного кольца 24 на осевом расстоянии d от второго торца 52 подвижного уплотнительного кольца 24. Фиг. 3 показывает также другую, дополнительную кольцевую канавку 58, предусмотренную на внутренней периферийной поверхности 60 подвижного уплотнительного кольца 24. Обе канавки 54 и 58 расположены напротив друг друга, т.е. их осевые расстояния d от второго торца 52 подвижного уплотнительного кольца одинаковые. Держатель 34 неподвижного уплотнительного кольца снабжен одним, предпочтительно, но необязательно пьезоэлектрическим датчиком 62, который находится в проводном или беспроводном сообщении с внешним устройством, осуществляющим текущий контроль, возможно помимо прочего, технического состояния механического уплотнения. Датчик 62 представляет собой одно из датчика акустической эмиссии, датчика ускорения, указанные только в качестве примера без какого-либо намерения ограничить объем патента только перечисленными датчиками. Для осуществления настоящего изобретения могут быть использованы датчики и устройства обработки данных, описанные в публикации GB 2439934 А.
В соответствии с Фиг. 4, неподвижное уплотнительное кольцо 36' содержит первый торец 64, который расположен в седле в держателе 34 неподвижного уплотнительного кольца, и второй торец 66 с площадью и поверхностью скольжения, при использовании обращенной к поверхности скольжения подвижного уплотнительного кольца 24'. Кольцевая канавка 68 предусмотрена на внешней периферийной поверхности 70 неподвижного уплотнительного кольца 36' на расстоянии d' от второго торца 66 неподвижного уплотнительного кольца 36'. Фиг. 4 показывает также другую, дополнительную кольцевую канавку 72, предусмотренную на внутренней периферийной поверхности 74 неподвижного уплотнительного кольца 36'. Обе канавки 68 и 72 расположены напротив друг друга, т.е. их осевые расстояния d' от второго торца подвижного уплотнительного кольца одинаковые. Держатель 34 неподвижного уплотнительного кольца снабжен датчиком 62, который находится в проводном или беспроводном сообщении с внешним устройством, осуществляющим текущий контроль технического состояния механического уплотнения. Датчик 62 представляет собой один из датчика акустической эмиссии, датчика ускорения и датчика вибрации, указанные только в качестве примера без какого-либо намерения ограничить объем патента только перечисленными датчиками. Для осуществления настоящего изобретения могут быть использованы датчики и устройства обработки данных, описанные в публикации GB 2439934 А.
С учетом вышеописанных вариантов осуществления необходимо понимать, что, во-первых, кольцевая канавка в уплотнительном кольце может быть расположена на внутренней и/или внешней периферийной поверхности уплотнительного кольца, а во-вторых, что упомянутая канавка/канавки могут быть расположены или в подвижном или в неподвижном уплотнительном кольце. Что касается формы канавки, то она имеет несколько практических ограничений. Предпочтительно, но совсем необязательно, упомянутая канавка является V-образной или, во всяком случае, такой, что открывается к огибающей поверхности уплотнительного кольца, т.е. угол β между боковой поверхностью 54' канавки (со стороны второго торца 52 уплотнительного кольца) и периферийной поверхностью 56 уплотнительного кольца 24 (см. Фиг. 3) является тупым. Такое решение объясняется тем, что если вышеупомянутый угол β тупой, то износ уплотнительного кольца не приводит к отделению каких-либо больших частиц от края канавки, когда износ уплотнительного кольца достигает канавки. Очевидно, что если бы вышеупомянутый угол был острым, то кольцевая часть отделялась бы от края канавки, поскольку в таком случае нижняя, или во всяком случае более глубокая часть канавки проходит ближе к второму торцу уплотнительного кольца, чем край канавки.
Вышеописанное уплотнительное устройство функционирует так, что когда уплотнительное кольцо, содержащее вышеупомянутую канавку или канавки, изнашивается до края канавки, дальнейший износ уплотнительного кольца приводит к уменьшению площади (поверхности, перпендикулярной оси уплотнительного кольца) поверхности скольжения, т.е. второго торца уплотнительного кольца. Вследствие этого уменьшение площади второго торца или поверхности скольжения (уплотнительного кольца, содержащего канавку/канавки) приводит к изменению частоты акустической эмиссии из противоположных поверхностей скольжения. В зависимости от площади поверхности скольжения изменяется также частота вибрации уплотнительного кольца. Датчик 62 передает соответствующую информацию, например, данные о частоте, или периодически или непрерывно во внешнее устройство, называемое блоком управления, осуществляющее текущий контроль технического состояния механического уплотнения, которое работает в соответствии с заданной программой. Другими словами, внешнее устройство или блок управления принимает данные о частоте, поскольку механическое уплотнение было установлено и, например, потоковая машина была приведена в действие. Упомянутые данные, т.е. данные из ненормально работающих условий, регистрируются или обрабатываются так, что блок управления снабжается информацией о частоте в допустимом рабочем диапазоне потоковой машины. Теперь, когда блок управления сообщает, что информация, т.е. данные о частоте, принятые из уплотнения, вышла за пределы допустимого рабочего диапазона, и возможно продолжает изменяться в направлении от допустимого рабочего диапазона, блок управления может, например, выполнять одну или более из следующих задач: включить сигнальную лампу, выдать звуковой сигнал, заказать новое уплотнение или послать сообщение обслуживающему персоналу.
Вышеописанная функция может быть осуществлена с использованием нескольких дополнительных устройств, как будет описано в приведенных ниже чертежах.
Фиг. 5 показывает увеличенный разрез части механического уплотнения в соответствии с третьим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. В данном случае неподвижное уплотнительное кольцо 76 снабжено внутренним ребром 78 на его внутренней периферийной поверхности. Признаком, существенны для работы данного варианта осуществления настоящего изобретения, является то, что внутренняя периферийная поверхность подвижного уплотнительного кольца 80 проходит ближе к оси уплотнения, чем внутренняя периферийная поверхность неподвижного уплотнительного кольца, так что когда неподвижное уплотнительное кольцо изнашивается до ребра, ребро также начинает изнашиваться. В данном случае увеличение площади второго торца неподвижного уплотнительного кольца вызывает изменение частоты акустической эмиссии или вибрации из противоположных поверхностей скольжения. Конечно, очевидно, что упомянутое ребро может быть также расположено на внешней периферийной поверхности неподвижного уплотнительного кольца, при условии, что внешняя периферийная поверхность подвижного уплотнительного кольца проходит дальше от оси, чем внешняя периферийная поверхность неподвижного уплотнительного кольца. Кроме того, упомянутое ребро может быть размещено на обеих сторонах неподвижного уплотнительного кольца, точно так же как канавка в вышеописанных вариантах осуществления. Кроме того, очевидно, что упомянутое ребро может быть размещено на внутренней и/или внешней периферийной поверхности подвижного уплотнительного кольца, при этом внутренняя и/или внешняя периферийная поверхность неподвижного уплотнительного кольца должна проходить дальше от оси, чем внутренняя и/или внешняя периферийная поверхность подвижного уплотнительного кольца.
Фиг. 6 показывает увеличенный разрез части механического уплотнения в соответствии с четвертым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. В данном случае подвижное уплотнительное кольцо 82 снабжено на своей внутренней периферийной поверхности по меньшей мере одним выступом или выпуклостью 84, которая, когда неподвижное уплотнительное кольцо изношено до некоторой степени, сходится с поверхностью подвижного уплотнительного кольца 80 и вызывает изменение частоты акустической эмиссии из противоположных поверхностей скольжения. В случае использования множества выпуклостей, упомянутое множество выпуклостей предпочтительно размещается на одной окружности, т.е. на одинаковом расстоянии от поверхности скольжения. Конечно, очевидно, что выпуклость/выпуклости могут быть расположены также на внешней периферийной поверхности неподвижного уплотнительного кольца, при условии, что внешняя периферийная поверхность подвижного уплотнительного кольца проходит дальше от оси, чем внешняя периферийная поверхность неподвижного уплотнительного кольца. Кроме того, выпуклость/выпуклости могут быть размещены на обеих сторонах неподвижного уплотнительного кольца, точно так же как канавки в вышеописанных вариантах осуществления. Кроме того, очевидно, что выпуклость/выпуклости могут быть также размещены на внутренней и/или внешней периферийной поверхности подвижного уплотнительного кольца, при этом внутренняя и/или внешняя периферийная поверхность неподвижного уплотнительного кольца должна проходить дальше от оси, чем внутренняя и/или внешняя периферийная поверхность подвижного уплотнительного кольца.
Другими словами, в третьем и четвертом вариантах осуществления настоящего изобретения поверхность скольжения уплотнительного кольца, обращенная к уплотнительному кольцу, содержащему ребро/ребра или выпуклость/выпуклости, изменяющие площадь второго торца уплотнительного кольца, должна иметь радиальное удлинение в том же направлении, внутрь или наружу, в котором проходит ребро/ребра или выпуклость/выпуклости. Упомянутое радиальное удлинение должно быть по меньшей мере равно радиальной высоте ребра/ребер или выпуклости/выпуклостей.
Фиг. 7 показывает увеличенный разрез части механического уплотнения в соответствии с пятым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. В данном случае неподвижное уплотнительное кольцо 36', содержащее канавку/канавки 72, хотя наличие канавки/канавок или любого другого элемента, изменяющего поперечное сечение неподвижного уплотнительного кольца, в неподвижном уплотнительном кольце 36' не является обязательным признаком для работы изобретения, причем канавка или канавки могут быть также предусмотрены в подвижном уплотнительном кольце, снабжено датчиком 86 акустической эмиссии, ускорения или вибрации с его проводкой 88, проходящей через просверленное отверстие в держателе 34 неподвижного уплотнительного кольца.
Фиг. 8 показывает увеличенный разрез части механического уплотнения в соответствии с шестым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. В данном случае датчик 86 акустической эмиссии, ускорения или вибрации предусмотрен на торце держателя 34 неподвижного уплотнительного кольца, а не на его внешней периферийной поверхности, как показано на Фиг. 3-6.
Фиг. 9 показывает увеличенный разрез части механического уплотнения в соответствии с седьмым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. В данном случае держатель неподвижного уплотнительного кольца и неподвижное уплотнительное кольцо 90 выполнены из одного и того же материала, вследствие чего отдельный держатель уплотнительного кольца отсутствует, и уплотнительное кольцо способно выполнять задачи как уплотнительного кольца, так и его держателя. Датчик 86 акустической эмиссии, ускорения или вибрации прикреплен к торцу уплотнительного кольца 90, однако упомянутый датчик может быть также размещен на внешней периферийной поверхности неподвижного уплотнительного кольца 90.
Что касается материала подвижного и неподвижного уплотнительных колец, предпочтительным, но необязательным признаком настоящего изобретения, является то, что материал уплотнительного кольца, содержащего канавку/канавки, ребро/ребра или выпуклость/выпуклости, более мягкий, чем материал противоположной поверхности скольжения. Таким образом, в большей степени изнашивается материал уплотнительного кольца, содержащего канавку/канавки, ребро/ребра или выпуклость/выпуклости, а не материал противоположного уплотнительного кольца.
Необходимо также понимать, что датчик акустической эмиссии, датчик ускорения или датчик вибрации может быть расположен в любом таком участке или месте, где он способен собирать информацию от износа уплотнительного кольца/колец. Другими словами, такой датчик может быть размещен не только в непосредственном соединении с уплотнительным кольцом или держателем уплотнительного кольца, но также и в стенке корпуса уплотнения, в крышке насоса или корпусе смесителя или во фланце, используемом для прикрепления уплотнения к потоковой машине, указанных только в качестве примеров без какого-либо намерения ограничить объем изобретения перечисленными вариантами. Другими словами, выражение «в сообщении с механическим уплотнением» в п. 1 формулы относится ко всем таким положениям в потоковой машине, где акустическая эмиссия, ускорение или вибрация уплотнительного кольца может быть зарегистрирована посредством соответствующего датчика.
Хотя изобретение описано в данном документе посредством примеров со ссылкой на варианты осуществления, рассматриваемые на данный момент как наиболее предпочтительные, необходимо понимать, что изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления, и включает различные комбинации или модификации его признаков и некоторые другие применения, включенные в объем изобретения, определяемый прилагаемой формулой изобретения. Детали, упомянутые в связи с любым вышеописанным вариантом осуществления, могут быть использованы в соединении с другим вариантом осуществления, если такая комбинация технически осуществима.

Claims (13)

1. Механическое уплотнение (10), содержащее подвижную часть (18) и неподвижную часть (32), причем подвижная часть (18) образована по меньшей мере из подвижного уплотнительного кольца (24, 24'), имеющего второй торец (52) с площадью и подвижной поверхностью скольжения, и держателя (22) подвижного уплотнительного кольца, а неподвижная часть (32) образована по меньшей мере из неподвижного уплотнительного кольца (36, 36'), имеющего второй торец (66) с площадью и неподвижной поверхностью скольжения, и держателя (34) неподвижного уплотнительного кольца, при этом механическое уплотнение (10) дополнительно содержит элемент (54, 58, 68, 72, 78, 84), изменяющий упомянутую площадь второго торца (52) одного из подвижного уплотнительного кольца (24) и неподвижного уплотнительного кольца (36', 76, 82, 90), и датчик (62, 86), предусмотренный в сообщении с механическим уплотнением (10), отличающееся тем, что упомянутый элемент (54, 58, 68, 72, 78, 84) расположен на расстоянии (d, d') от второго торца (52, 66) одного из подвижного уплотнительного кольца (24) и неподвижного уплотнительного кольца (36', 76, 82, 90).
2. Механическое уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что подвижное уплотнительное кольцо (24) имеет внутреннюю периферийную поверхность (60) и внешнюю периферийную поверхность (56), и неподвижное уплотнительное кольцо (36', 76, 82) имеет внутреннюю периферийную поверхность (74) и внешнюю периферийную поверхность (70), причем упомянутый элемент (54, 58, 68, 72, 78, 84) предусмотрен в по меньшей мере одной из внутренней периферийной поверхности (60, 74) и внешней периферийной поверхности (56, 70) одного из подвижного уплотнительного кольца (24) и неподвижного уплотнительного кольца (36', 76, 82, 90).
3. Механическое уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что упомянутое одно из подвижного уплотнительного кольца (24) и неподвижного уплотнительного кольца (36', 76, 82) содержит элементы (54, 58, 68, 72, 78, 84) в своей внутренней и внешней периферийных поверхностях (60, 74, 56, 70) на одинаковом расстоянии (d, d') от второго торца (52, 66) упомянутого одного из подвижного уплотнительного кольца (24) и неподвижного уплотнительного кольца (36', 76, 82, 90).
4. Механическое уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что упомянутый элемент представляет собой по меньшей мере одну кольцевую канавку (54, 58, 68, 72), по меньшей мере одно кольцевое ребро (78) или по меньшей мере один выступ или выпуклость (84).
5. Механическое уплотнение по п. 4, отличающееся тем, что упомянутая кольцевая канавка (54, 58, 68, 72) имеет боковую поверхность (54'), и угол β между боковой поверхностью (54') канавки и периферийной поверхностью (56, 60, 70, 74) уплотнительного кольца (24, 36') является тупым.
6. Механическое уплотнение по п. 5, отличающееся тем, что упомянутое уплотнительное кольцо содержит элементы, выполненные из более мягкого материала, чем противоположное уплотнительное кольцо.
7. Механическое уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что оно представляет собой одинарное механическое уплотнение или двойное механическое уплотнение.
8. Механическое уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что упомянутый датчик (62, 86) расположен в соединении с одним из подвижного уплотнительного кольца (36', 90) и неподвижного уплотнительного кольца (34).
9. Механическое уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что упомянутый датчик расположен в соединении с корпусом уплотнения, крышкой насоса или корпусом смесителя или фланцем, посредством которого механическое уплотнение прикреплено к потоковой машине.
10. Уплотнительное кольцо (24, 36', 76, 82, 90) для механического уплотнения, имеющее внутреннюю периферийную поверхность (60, 74), внешнюю периферийную поверхность (56, 70), первый торец (50, 64), второй торец (52, 66) с поверхностью скольжения и площадью и элемент (54, 58, 68, 72, 78, 84), изменяющий упомянутую площадь второго торца (52, 66) уплотнительного кольца (24, 36', 76, 82, 90), отличающееся тем, что упомянутый элемент представляет собой канавку (54, 58, 68, 72), которая расположена на расстоянии (d, d') от второго торца (52, 66) уплотнительного кольца (24, 36', 76, 82, 90).
11. Уплотнительное кольцо по п. 10, отличающееся тем, что канавка (54, 58, 68, 72) расположена в по меньшей мере одной из внутренней периферийной поверхности (60, 74) и внешней периферийной поверхности (56, 70).
12. Уплотнительное кольцо по п. 10 или 11, отличающееся тем, что канавка (54, 58, 68, 72) расположена как во внутренней периферийной поверхности (60, 74), так и во внешней периферийной поверхности (56, 70).
13. Уплотнительное кольцо по п. 11, отличающееся тем, что кольцевая канавка (54, 58) имеет боковую поверхность, и угол β между боковой поверхностью (54') канавки и периферийной поверхностью (56, 60) уплотнительного кольца (24) является тупым.
RU2019139044A 2017-05-18 2018-04-13 Механическое уплотнение и его уплотнительное кольцо RU2718395C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17171811.7 2017-05-18
EP17171811 2017-05-18
PCT/EP2018/059568 WO2018210504A1 (en) 2017-05-18 2018-04-13 A mechanical seal and a slide ring thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2718395C1 true RU2718395C1 (ru) 2020-04-02

Family

ID=58745092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019139044A RU2718395C1 (ru) 2017-05-18 2018-04-13 Механическое уплотнение и его уплотнительное кольцо

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11060614B2 (ru)
EP (1) EP3625485B1 (ru)
CN (1) CN111566395B (ru)
BR (1) BR112019022649B1 (ru)
RU (1) RU2718395C1 (ru)
WO (1) WO2018210504A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020141048A1 (en) * 2019-01-04 2020-07-09 Sulzer Management Ag A mechanical sealing arrangement and a sensor ring for monitoring the operation of a mechanical seal arrangement
US11959551B2 (en) 2019-06-12 2024-04-16 Sulzer Management Ag Method of operating a sealing monitoring system and a sealing monitoring system for a seal

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2549597A1 (fr) * 1983-07-20 1985-01-25 Crane Packing Ltd Joint mecanique axial d'etancheite et procede pour surveiller l'usure des faces d'etancheite d'un tel joint
US4722534A (en) * 1985-12-18 1988-02-02 Borg-Warner Industrial Products, Inc. Face seal with automatic face convergence means
GB2430034A (en) * 2005-05-04 2007-03-14 Aes Eng Ltd A condition monitoring device using acoustic emission sensors and data storage devices.
US8527214B2 (en) * 2008-10-26 2013-09-03 Michael N. Horak System and method for monitoring mechanical seals

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2230881A (en) 1939-07-27 1941-02-04 American Brake Shoe & Foundry Rotary seal
US4691276A (en) * 1985-10-21 1987-09-01 Borg-Warner Industrial Products, Inc. Adaptive control system for mechanical seal assembly
US5490682A (en) 1990-05-25 1996-02-13 John Crane Inc. Split mechanical face seal
DE59709157D1 (de) 1997-07-31 2003-02-20 Sulzer Pumpen Ag Winterthur Verfahren zum Ueberwachen des Zustands einer mechanischen Dichtung
US6360610B1 (en) 1999-11-02 2002-03-26 Jacek Jarzynski Condition monitoring system and method for an interface
JP3442723B2 (ja) * 2000-06-19 2003-09-02 日本ピラー工業株式会社 多流路形ロータリジョイント
AU2001296479A1 (en) * 2000-09-29 2002-04-08 A.W. Chesterton Company Spacing element for centering components in a mechanical seal and for promoting circulation of a seal fluid therein
GB0224862D0 (en) * 2002-10-25 2002-12-04 Aesseal Plc An intelligent sealing system
GB2439934A (en) 2006-07-07 2008-01-16 William Geoffrey Hopkins Laser-assisted spray system and nozzle
JP5455294B2 (ja) * 2007-07-23 2014-03-26 三菱重工業株式会社 冷媒圧縮機
JP5867824B2 (ja) * 2012-03-26 2016-02-24 日本ピラー工業株式会社 分割型メカニカルシール
CN104379974B (zh) * 2012-10-04 2017-05-10 伊格尔工业股份有限公司 机械密封件
CN103953732A (zh) * 2014-05-07 2014-07-30 嘉善博格曼密封件有限公司 整体式机械密封装置
CN107614947A (zh) * 2015-07-23 2018-01-19 伊格尔工业股份有限公司 轴封装置以及潜水泵
CN205047847U (zh) 2015-10-23 2016-02-24 宁波方力密封件有限公司 用于生产食品机械的机械密封
CN205155147U (zh) * 2015-12-08 2016-04-13 威海华东数控股份有限公司 新式旋转密封装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2549597A1 (fr) * 1983-07-20 1985-01-25 Crane Packing Ltd Joint mecanique axial d'etancheite et procede pour surveiller l'usure des faces d'etancheite d'un tel joint
US4722534A (en) * 1985-12-18 1988-02-02 Borg-Warner Industrial Products, Inc. Face seal with automatic face convergence means
GB2430034A (en) * 2005-05-04 2007-03-14 Aes Eng Ltd A condition monitoring device using acoustic emission sensors and data storage devices.
US8527214B2 (en) * 2008-10-26 2013-09-03 Michael N. Horak System and method for monitoring mechanical seals

Also Published As

Publication number Publication date
EP3625485A1 (en) 2020-03-25
CN111566395B (zh) 2021-10-01
WO2018210504A1 (en) 2018-11-22
US11060614B2 (en) 2021-07-13
BR112019022649A2 (pt) 2020-05-19
US20200063872A1 (en) 2020-02-27
CN111566395A (zh) 2020-08-21
BR112019022649B1 (pt) 2022-08-30
EP3625485B1 (en) 2022-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11965600B2 (en) Mechanical sealing arrangement and a sensor ring for monitoring the operation of a mechanical seal arrangement
US10711802B2 (en) Pump monitoring
JP7257970B2 (ja) 軸受監視／解析システム
RU2718395C1 (ru) Механическое уплотнение и его уплотнительное кольцо
US9726643B2 (en) Gate valve real time health monitoring system, apparatus, program code and related methods
JP2015516552A (ja) ベアリングアセンブリのアコースティックエミッションの測定
CN108603600B (zh) 滑环密封件的监测
EP3355043A1 (en) Systems and methods to detect a fluid induced instability condition in a turbomachine
US10337619B2 (en) Seal ring composite for improved hydrodynamic seal performance
JP2019066001A (ja) メカニカルシール
CN114787543A (zh) 具有监测功能的滑环密封组件及其方法
CN217056329U (zh) 一种基于声发射机械密封空化现象的在线监测装置
JP2021036149A (ja) ポンプ用状態監視装置およびこれを備えるポンプ
US20230082945A1 (en) Condition monitoring apparatus
FI74122B (fi) Unifunktionell glidringstaetning.
US1819172A (en) Refrigerating apparatus
RU45802U1 (ru) Бесконтактный уплотнительный узел
JPH04219573A (ja) メカニカルシールの異常予知装置
JP2018178864A (ja) 横軸ポンプ
JP2007024161A (ja) 往復動軸用密封装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210414