RU2757955C2

RU2757955C2 - Single cartridge-type mechanical seal

Info

Publication number: RU2757955C2
Application number: RU2019105351A
Authority: RU
Inventors: Александр Семенович Дубовик
Original assignee: Александр Семенович Дубовик
Priority date: 2019-02-26
Filing date: 2019-02-26
Publication date: 2021-10-25
Also published as: RU2019105351A3; RU2019105351A

Abstract

FIELD: sealing equipment.

SUBSTANCE: invention relates to sealing equipment, in particular to single cartridge-type mechanical seals; it can be used for preventing liquid leakages from a working cavity of a centrifugal pump between a case and a rotating pump shaft. Single cartridge-type mechanical seal contains a case, stationary and rotating nodes that make up a friction pair, a set of preliminary compressed springs, and an element of fixing the rotating node of mechanical seal to the shaft. In the element of fixing the rotating node of mechanical seal to the shaft, adjusting screws are located, while a bushing of the rotating node is located coaxially relatively to the case and is adjusted in the axial direction with a screwing value of adjusting screws in the element of fixing.

EFFECT: invention will simplify the maintenance of the pump, because it will allow using one single cartridge-type mechanical seal at different pressures of pumped liquid without changing it.

2 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к одинарным торцевым уплотнениям картриджного типа, и может быть использовано для предотвращения утечек жидкости из рабочей полости центробежного насоса между корпусом и вращающимся валом насоса.The invention relates to sealing technology, in particular to single mechanical seals of the cartridge type, and can be used to prevent fluid leakage from the working cavity of a centrifugal pump between the casing and the rotating shaft of the pump.

Известно ряд торцевых уплотнений картриджного (патронного) типа, например, механическое уплотнение патронного типа TFPZ, содержащее подвижное и неподвижное кольца, вторичное уплотнение и пружинящий элемент, в котором величина поджатая пружин задана предварительно при изготовлении уплотнения (https://www.etwinternational.ru/ShowProduct.aspx?id=11374).A number of cartridge (cartridge) type mechanical seals are known, for example, a TFPZ cartridge mechanical seal containing a movable and stationary ring, a secondary seal and a spring element, in which the value of the compressed springs is preset during the manufacture of the seal (https://www.etwinternational.ru /ShowProduct.aspx?id=11374).

Недостатком данного технического решения является невозможность изменения силы предварительного поджатая пружин при установке уплотнения на насос, снижает диапазон рабочих параметров уплотнения и требует полной смены блока торцевого уплотнения при изменении параметров давления запорной жидкости в насосе.The disadvantage of this technical solution is the impossibility of changing the force of the pre-compressed springs when installing the seal on the pump, reduces the range of operating parameters of the seal and requires a complete change of the mechanical seal unit when changing the pressure parameters of the barrier fluid in the pump.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению и взятое за прототип является торцевое уплотнение патронное типа РО производства фирмы ЗАО «ТРЭМ Инжиниринг». Уплотнения предназначены для герметизации валов центробежных насосов, перекачивающих нефть, нефтепродукты, органические растворители, горячую воду а также другие среды, проникновение которых в окружающую среду должно быть предотвращено или снижено до допустимых пределов (http://www.tremseals.com/ru/products/mechanical-seals/ro-seal-oil-producing).The closest to the proposed technical solution and taken as a prototype is a cartridge mechanical seal of the RO type manufactured by CJSC TREM Engineering. Seals are designed to seal the shafts of centrifugal pumps that pump oil, petroleum products, organic solvents, hot water and other media, the penetration of which into the environment must be prevented or reduced to acceptable limits (http://www.tremseals.com/ru/products / mechanical-seals / ro-seal-oil-producing).

Недостатком указанной конструкции так же является то, что настройка величины поджатая пружин выполняется съемными сухарями заданной толщины в процессе изготовления уплотнения, что не позволяет осуществлять регулировку усилия поджатая пружин при установке уплотнения на насос, снижает диапазон рабочих параметров уплотнения и требует полной смены блока торцевого уплотнения при изменении параметров давления запорной жидкости в насосе.The disadvantage of this design is also that the setting of the value of the preloaded springs is performed by removable crackers of a given thickness during the manufacture of the seal, which does not allow adjusting the force of the preloaded springs when installing the seal on the pump, reduces the range of operating parameters of the seal and requires a complete change of the mechanical seal unit when changing the parameters of the pressure of the barrier fluid in the pump.

Целью предлагаемого технического решения является совершенствование одинарного торцевого уплотнения картриджного типа ведущее к возможности эксплуатации насоса в более широком рабочем диапазоне, и, как следствие, к повышению экономичности насоса, упрощению его обслуживания и ремонта.The aim of the proposed technical solution is to improve the single mechanical seal of the cartridge type leading to the possibility of operating the pump in a wider operating range, and, as a consequence, to increase the efficiency of the pump, simplify its maintenance and repair.

Технический результат заключается в получение возможности эксплуатации насоса в широком диапазоне давлений запорной жидкости без замены блока торцевого уплотнения путем изменения величины поджатия пружин, упрощение обслуживания и ремонта насоса.The technical result consists in obtaining the possibility of operating the pump in a wide range of pressures of the barrier fluid without replacing the mechanical seal unit by changing the spring preload value, simplifying the maintenance and repair of the pump.

Указанный технический результат достигается тем, что одинарное торцевое уплотнение картриджного типа содержащее корпус, неподвижный и вращающийся узлы, составляющие пару трения, комплект предварительно поджатых пружин и элемент фиксации вращающегося узла торцевого уплотнения к валу, при этом одинарное торцевое уплотнение картриджного типа оснащено регулировочными винтами, расположенными в элементе фиксации вращающегося узла торцевого уплотнения к валу, в свою очередь втулка вращающегося узла относительно корпуса расположена соосно и отрегулирована в осевом направлении величиной вворачивания регулировочных винтов в элементе фиксации.The specified technical result is achieved by the fact that a single cartridge-type mechanical seal containing a housing, a stationary and a rotating units that make up a friction pair, a set of preloaded springs and an element for fixing the rotating unit of the mechanical seal to the shaft, while the single cartridge-type mechanical seal is equipped with adjusting screws located in the element for fixing the rotating assembly of the mechanical seal to the shaft, in turn, the sleeve of the rotating assembly is coaxial with respect to the housing and adjusted in the axial direction by the amount of screwing in the adjusting screws in the fixing element.

На фиг. 1 представлен продольный разрез торцевого уплотнения в собранном виде.FIG. 1 shows a longitudinal section of an assembled mechanical seal.

На фиг. 2 представлено фиксирующее устройство, выполненное в виде разрезного кольца в сборе с шестью стопорными винтами.FIG. 2 shows a locking device made in the form of a split ring assembled with six locking screws.

Одинарное торцевое уплотнение картриджного типа содержащее корпус 1, неподвижный 2 и вращающийся 3 узлы, составляющие пару трения, комплект предварительно поджатых пружин 4. Вращающийся узел 3 содержит втулку 5, зафиксированную на валу насоса 6 при помощи фиксирующего элемента 7, выполненного, как возможный вариант, из двух полуколец, скрепленных между собой винтами 8. Соединение фиксирующего элемента 7 выполнено в виде шипа 9, который входит в ответный паз 10 на втулке 5 вращающегося узла 3 уплотнения. В фиксирующем элементе 7 в осевом направлении выполнены сквозные отверстия 11, в которых расположены регулировочные винты 12. Также в фиксирующем элементе 7 и втулке 5 выполнены не менее четырех сквозных отверстий, в которых находятся стопорные винты 13, осуществляющие фиксацию одинарного торцевого уплотнения картриджного типа на валу 6.A single mechanical seal of a cartridge type containing a housing 1, stationary 2 and rotating 3 units that make up a friction pair, a set of pre-loaded springs 4. The rotating unit 3 contains a sleeve 5 fixed on the pump shaft 6 by means of a fixing element 7, made, as an option, of two half-rings, fastened together with screws 8. The connection of the fixing element 7 is made in the form of a spike 9, which enters the mating groove 10 on the sleeve 5 of the rotating seal assembly 3. Through holes 11 are made in the locking element 7 in the axial direction, in which the adjusting screws 12 are located. Also, at least four through holes are made in the locking element 7 and the sleeve 5, in which there are locking screws 13, which fix the single mechanical seal of the cartridge type on the shaft 6.

Устройство устанавливается и работает следующим образом.The device is installed and operates as follows.

Одинарное торцевое уплотнение картриджного типа в собранном виде с установочным фиксирующим элементом 7 устанавливается на вал насоса 6 и крепиться к корпусу насоса (на рисунке не показан). Регулировочные винты 12 при установке закручены в максимальное положение и выполняют роль транспортировочных. После крепления корпуса 1 торцевого уплотнения к корпусу насоса фиксирующий элемент 7 перемещается в осевом направлении с помощью регулировочных винтов 12, при этом фиксирующий элемент 7, имеющий соединение с втулкой 5, перемещает ее по валу 6. Втулка 5 при перемещении воздействует через неподвижный 2 и вращающийся 3 узлы, составляющие пару трения, на величину усилия поджатая комплекта пружин 4. Контроль величины усилия поджатия пружин 4 осуществляется замером зазора Н между корпусом одинарного торцевого уплотнения 1 и фиксирующим элементом 7. При достижении необходимой величины усилия поджатия пружин 4 стопорные винты 13 закручиваются через фиксирующий элемент 7 и втулку 5, обеспечивая их неподвижность относительно вала насоса 6. Установочные винты 12 выкручиваются, а отверстия 11 глушатся.The assembled single mechanical seal of the cartridge type with the locating locking element 7 is installed on the pump shaft 6 and attached to the pump casing (not shown in the figure). Adjusting screws 12 during installation are tightened to the maximum position and serve as transport screws. After fixing the housing 1 of the mechanical seal to the pump casing, the fixing element 7 moves in the axial direction with the help of adjusting screws 12, while the fixing element 7, which is connected to the bushing 5, moves it along the shaft 6. The bushing 5, when moving, acts through the stationary 2 and rotating 3 knots that make up a friction pair, by the amount of force compressed by the set of springs 4. Control of the amount of compression force of the springs 4 is carried out by measuring the gap H between the housing of the single mechanical seal 1 and the retaining element 7. When the required value of the force of pressing the springs 4 is reached, the locking screws 13 are tightened through the retaining element 7 and sleeve 5, ensuring their immobility relative to the pump shaft 6. The set screws 12 are unscrewed, and the holes 11 are muffled.

При необходимости изменения величины усилия поджатия комплекта пружин 4, регулировочные винты 12 вворачиваются в отверстия 11 фиксирующего элемента 7 до плотного прижатия к корпусу торцевого уплотнения 1. Затем стопорные винты 13 ослабляются, чтобы обеспечить подвижность втулки 5 относительно вала насоса 6. С помощью регулировочных винтов 12 втулка 5 смещается, воздействуя на пару трения и обеспечивая новую величину поджатия комплекта пружин 4, после этого втулка 5 фиксируется стопорными винтами 13 в новом положении, а регулировочные винты 12 удаляются, отверстия 11 под них глушатся. Величина усилия поджатая, как и при установке уплотнения, осуществляется замером зазора Н.If it is necessary to change the magnitude of the compression force of the set of springs 4, the adjusting screws 12 are screwed into the holes 11 of the fixing element 7 until tightly pressed against the body of the mechanical seal 1. Then the locking screws 13 are loosened to ensure the mobility of the sleeve 5 relative to the pump shaft 6. Using the adjusting screws 12 the sleeve 5 is displaced, acting on the friction pair and providing a new amount of compression of the set of springs 4, after which the sleeve 5 is fixed with locking screws 13 in a new position, and the adjusting screws 12 are removed, the holes 11 for them are muffled. The magnitude of the compressed force, as in the installation of the seal, is carried out by measuring the clearance N.

Величина зазора Н, соответствующая величине усилия поджатая комплекта пружин для обеспечения герметичности, была рассчитана опытным путем и составляет:The size of the gap H, corresponding to the value of the force compressed by the set of springs to ensure tightness, was calculated empirically and is:

При вращении вала насоса, в процессе его работы, одинарное торцевое уплотнение картриджного типа обеспечивает герметичность полости насоса, не допуская протечек перекачиваемой жидкости между корпусом и валом насоса во внешнюю среду.When the pump shaft rotates, during its operation, the single mechanical seal of the cartridge type ensures the tightness of the pump cavity, preventing leakage of the pumped liquid between the casing and the pump shaft into the external environment.

Применение предлагаемого изобретения экономичность насоса, упростит его обслуживание, так как позволит использовать одно одинарное торцевое уплотнение картриджного типа при разных давлениях перекачиваемой жидкости без его смены.The use of the proposed invention, the efficiency of the pump, will simplify its maintenance, since it will allow the use of one single mechanical seal of the cartridge type at different pressures of the pumped liquid without changing it.

Claims

1. Single cartridge-type mechanical seal containing a housing, stationary and rotating units that make up a friction pair, a set of pre-loaded springs and an element for fixing the rotating unit of the mechanical seal to the shaft, characterized in that the single cartridge-type mechanical seal is equipped with adjusting screws located in the element fixing the rotating assembly of the mechanical seal to the shaft, while the sleeve of the rotating assembly is located coaxially with respect to the housing and is adjusted in the axial direction by the amount of screwing in the adjusting screws in the locking element.

2. A single mechanical seal of the cartridge type according to claim 1, characterized in that the fixing element is made in the form of a split ring consisting of two half rings connected by screws, while at least four through holes for locking screws are made in the fixing element and the sleeve, and through holes for adjusting screws are additionally made in the fixing element.