RU2785755C2

RU2785755C2 - Metal sealing unit for creation of seal between rotating shaft and stationary case

Info

Publication number: RU2785755C2
Application number: RU2020136123A
Authority: RU
Inventors: Лоран ГИМЭ; Жан-Франсуа ЖЮЛИЯА; Мишель ЛЕФРАНСУА; Кристоф ДАРЛЕ; Оливье КОНСТАН
Original assignee: Коммиссариат А Л' Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив; Текнетикс Груп Франс Сас
Priority date: 2018-04-04
Filing date: 2019-04-01
Publication date: 2022-12-12

Abstract

FIELD: sealing.

SUBSTANCE: invention relates to metal sealing unit (30) between rotating shaft (16) and stationary case (3). The unit contains: flexible metal seal (1) containing two toroids, inner and outer, which are concentrical and have different average diameters, and containing a metal shell, which surrounds and retains inner and outer toroids; shaft (16) rotating around axis (X) of rotation and containing annular collar (7), against which seal (1) rests; support (14) having contact surface (14a), against which seal (1) rests; spacer (17), which is located around the rotating shaft, so that seal (1) is retained between spacer (17) and contact surface (14a), wherein spacer (17) is installed in such a way that it can slide along the rotating shaft; a metal part, which forms cover (15), through which rotating shaft (16) passes, and which is attached to case (3) and/or to support (14), wherein rotating shaft (16) freely rotates relatively to cover (15), and it is attached to cover (15) in the axial direction.

EFFECT: invention provides easy adjustment of stresses during manipulation.

17 cl, 15 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention belongs

Данное изобретение относится к металлическим уплотнительным узлам, предназначенным для уплотнения вращающихся штоков.This invention relates to metal seal assemblies for sealing rotating rods.

Оно может использоваться в ряде областей промышленности и преимущественно для выполнения наружного уплотнения клапанов с вращающимся валом, а именно на уровне штока.It can be used in a number of industrial applications and mainly for external sealing of rotary shaft valves, namely at stem level.

Изобретение также относится к металлическому уплотнительному узлу для создания уплотнения между вращающимся валом и неподвижным корпусом.The invention also relates to a metal seal assembly for creating a seal between a rotating shaft and a stationary housing.

Уровень техникиState of the art

Уплотнение вращающихся валов можно выполнять с помощью ряда способов. Для использования при температурах, которые не превышают 250 - 300°C, существует множество подтвердивших свою надежность технических решений, где используются эластомеры или полимеры.The sealing of rotating shafts can be performed in a number of ways. For use at temperatures that do not exceed 250 - 300°C, there are many proven technical solutions that use elastomers or polymers.

Однако вне этих температур или из-за контакта с химическими элементами, несовместимыми с указанными эластомерами или полимерами, обычно используются сальниковые системы, часто содержащие графит, или механические уплотнения, вспомогательное уплотнение которых часто изготавливается из графита. Эти решения являются практичными и подчас экономичными, и, тем не менее, они имеют ряд недостатков. Прежде всего, эксплуатационные характеристики уплотнения остаются ограниченными, интенсивность утечки не опускается ниже 10^-5 Пa⋅м³⋅с^-1, причем это значение является наилучшим значением, которое требует дополнительной корректировки в зависимости от точных условий эксплуатации. Сходным образом, может случиться так, что, несмотря на очень широкий спектр химической совместимости, графит, тем не менее, будет несовместим со средой, подлежащей уплотнению. Например, графит несовместим с жидким натрием.However, outside these temperatures, or due to contact with chemical elements incompatible with said elastomers or polymers, stuffing boxes, often containing graphite, or mechanical seals, the secondary seal of which is often made of graphite, are commonly used. These solutions are practical and sometimes economical, however, they have a number of disadvantages. First of all, the performance of the seal remains limited, the leakage rate does not fall below 10 ^-5 Pa⋅m ³ s ^-1 , which is the best value, which requires further adjustment depending on the exact operating conditions. Similarly, it may happen that, despite a very wide range of chemical compatibility, graphite is nonetheless incompatible with the medium to be sealed. For example, graphite is incompatible with liquid sodium.

Также в случае, когда использование графита, полимеров или эластомеров невозможно, эти технические решения применяются реже и иногда являются весьма ограниченными в отношении использования.Also in the case where the use of graphite, polymers or elastomers is not possible, these technical solutions are used less often and are sometimes very limited in terms of use.

Например, во документе FR 2 541 416 A1 описано техническое решение, пригодное именно для уплотнения жидкого натрия. Принцип решения состоит в использовании так называемого «затвердевающего» соединения. Между трубой и графитовым сальниковым уплотнением существует пространство, охлаждаемое с помощью наружных ребер. Натрий охлаждается в буферной зоне и, тем самым, создает собственный уплотнительный барьер. Однако эта система имеет недостатки. Прежде всего, длина требуемой поверхности теплообмена предусматривает наличие массивной, тяжелой и заметно громоздкой верхней части клапана. Кроме того, если клапан должен периодически перемещаться, зона натриевой пробки, контактирующая со штоком, может быстро разрушаться. Всё еще жидкий натрий может легко образовывать пузырьки вплоть до верхнего сальника.For example, document FR 2 541 416 A1 describes a technical solution suitable specifically for compacting liquid sodium. The principle of the solution is to use the so-called "hardening" connection. Between the pipe and the graphite packing there is a space cooled by external fins. The sodium cools in the buffer zone and thus creates its own sealing barrier. However, this system has drawbacks. First of all, the length of the required heat exchange surface provides for a massive, heavy and noticeably bulky valve top. In addition, if the valve must be periodically moved, the area of the sodium plug in contact with the stem can quickly collapse. Still liquid sodium can easily form bubbles up to the upper omentum.

Другой тип технического решения предусматривает образование металлических уплотнительных соединений, содержащих, по меньшей мере, одну внутреннюю кромку, входящую в контакт с валом. Этот принцип, помимо прочего широко используется с эластомерами: внутренний диаметр кромки меньше диаметра вала, и высокая эластичность материала используется для создания контактного давления кромки на вал. Однако применение этого принципа в отношении металлического материала имеет многочисленные недостатки: поскольку этот материал не является высокоэластичным, допуск с учетом диаметра вала и кромки должен быть очень жестким. Также существует высокая чувствительность к отклонениям от округлости вала, причем кромка по своей природе является слишком жесткой для компенсации указанных отклонений. И, наконец, уплотнение может быть достигнуто только за счет значительного контактного давления, генерирующего момент при манипулировании, который иногда является значительным и, в частности, с трудом поддается регулированию.Another type of technical solution provides for the formation of metal sealing joints containing at least one inner edge that comes into contact with the shaft. This principle is widely used with elastomers, among other things: the inner diameter of the lip is smaller than the diameter of the shaft, and the high elasticity of the material is used to create contact pressure of the lip on the shaft. However, applying this principle to a metallic material has numerous disadvantages: since this material is not highly elastic, the tolerance in terms of the shaft diameter and the lip must be very tight. There is also a high sensitivity to deviations from the roundness of the shaft, and the edge is inherently too rigid to compensate for these deviations. Finally, sealing can only be achieved by a significant contact pressure generating a handling torque, which is sometimes significant and, in particular, difficult to control.

Было предложено обеспечить адаптацию к таким недостаткам, как описано, например, в документе US 7 428 912 B1. В этом документе предлагается добавить к V-образному соединению систему с конусом, перемещаемым в осевом направлении пружинами, что обеспечивает поддержание периодического давления на вал. Однако эта система не обеспечивает компенсацию дефектов округлости вала и соединения, что огранивает эксплуатационные характеристики уплотнения. Кроме того, высокая жесткость, свойственная кромке соединения, ограничивает диапазон регулирования системы.It has been proposed to provide adaptation to such disadvantages, as described, for example, in the document US 7 428 912 B1. This document proposes to add to the V-connection a system with a cone, which is moved in the axial direction by springs, which ensures that periodic pressure is maintained on the shaft. However, this system does not compensate for roundness defects in the shaft and connection, which limits the performance of the seal. In addition, the high stiffness inherent in the joint edge limits the range of adjustment of the system.

Кроме того, нестандартное техническое решение было предложено канадской компанией VELAN, которое состоит в использовании сильфонов, изготовленных с помощью гидравлической вытяжки и установленных на валу, имеющем угол поворота. Это решение обеспечивает перемещение вала только на четверть оборота. Несмотря на это ограничение, указанная система позволяет устранить уплотнение между двумя подвижными деталями относительно друг друга. Несмотря на это, указанное решение имеет множество недостатков. Прежде всего, это сложная система, имеющая большую высоту. Фактически, система использует способность к гибке механического сильфона, ограниченную по своей природе. Она может легко увеличиваться, но при этом также увеличивается длина сильфона и, таким образом, его габариты. Кроме того, этот узел имеет высокую стоимость и сложность изготовления, в частности, форма вала требует использования специальных сложных процессов механической обработки. Кроме того, сопротивление давлению этого гибкого элемента должно быть подтверждено на практике.In addition, a non-standard technical solution was proposed by the Canadian company VELAN, which consists in the use of bellows made using hydraulic drawing and mounted on a shaft with an angle of rotation. This solution ensures that the shaft moves only a quarter of a turn. Despite this limitation, this system allows to eliminate the seal between two moving parts relative to each other. Despite this, this solution has many disadvantages. First of all, it is a complex system with a great height. In fact, the system utilizes the inherently limited bending ability of the mechanical bellows. It can easily be increased, but this also increases the length of the bellows and thus its dimensions. In addition, this assembly has a high cost and complexity of manufacturing, in particular, the shape of the shaft requires the use of special complex machining processes. In addition, the pressure resistance of this flexible element must be proven in practice.

Кроме того, документ FR 2 151 186 A1 раскрывает гибкое кольцевое соединение, обеспечивающее оптимальное уплотнение, благодаря тому, что оно легко обеспечивает соответствие поверхностям, с которыми оно входит в контакт. Более конкретно, гибкое металлическое соединение содержит сердцевину, состоящую из металлической цилиндрической пружины с соприкасающимися витками, замкнутую саму на себя и имеющую форму тороида. Первая оболочка выполнена из непластичного металла, имеет форму тороидной поверхности и позволяет вставлять в нее пружину, и вторая оболочка выполнена из пластичного материала, также имеет форму тороидной поверхности и позволяет вставлять в нее первую оболочку.In addition, document FR 2 151 186 A1 discloses a flexible ring connection that provides an optimal seal due to the fact that it easily conforms to the surfaces with which it comes into contact. More specifically, the flexible metal connection contains a core consisting of a metal coil spring with touching coils, closed on itself and having the shape of a toroid. The first shell is made of non-plastic metal, has the shape of a toroidal surface and allows you to insert a spring into it, and the second shell is made of plastic material, also has the shape of a toroidal surface and allows you to insert the first shell into it.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Задача изобретения состоит в том, чтобы, по меньшей мере, частично устранить вышеописанные проблемы и недостатки, присущие известным техническим решениям.The objective of the invention is to at least partially eliminate the above described problems and disadvantages inherent in the known technical solutions.

В частности, изобретение предлагает металлический уплотнительный узел для вращающегося вала, сочетающий в себе компактность, высокие эксплуатационные характеристики уплотнения и легкое регулирование напряжений при манипулировании.In particular, the invention provides a metal seal assembly for a rotating shaft that combines compactness, high seal performance, and easy handling stress control.

Объектом изобретения согласно одному из аспектов является металлический уплотнительный узел для создания уплотнения между вращающимся валом и неподвижной рамой принимающей машины, содержащий:The object of the invention according to one aspect is a metal sealing assembly for creating a seal between a rotating shaft and a fixed frame of the receiving machine, comprising:

- гибкое металлическое уплотнительное соединение с двумя тороидами, имеющими разные средние диаметры, содержащее:- a flexible metal sealing joint with two toroids having different average diameters, comprising:

- первую металлическую цилиндрическую пружину с соприкасающимися витками, замкнутую саму на себя и, по существу, имеющую в состоянии покоя форму тороида, именуемого внутренним тороидом, - the first metal coil spring with touching coils, closed on itself and essentially having the shape of a toroid at rest, referred to as an internal toroid,

- вторую металлическую цилиндрическую пружину с соприкасающимися витками, замкнутую саму на себя и, по существу, имеющую в состоянии покоя форму тороида, именуемого наружным тороидом, причем наружный тороид имеет средний диаметр больше среднего диаметра внутреннего тороида, один из внутреннего и наружного тороидов расположен между вращающейся деталью и невращающейся деталью и, таким образом, именуется «динамическим тороидом», и другой из внутреннего и наружного тороидов расположен между двумя деталями, которые не вращаются относительно друг друга и, таким образом, именуется «статическим тороидом»,- a second metal coil spring with touching coils, closed on itself and essentially having the shape of a toroid at rest, called the outer toroid, and the outer toroid has an average diameter greater than the average diameter of the inner toroid, one of the inner and outer toroids is located between the rotating a part and a non-rotating part and is thus referred to as a "dynamic toroid", and the other of the inner and outer toroids is located between two parts that do not rotate relative to each other and thus is referred to as a "static toroid",

- металлическую оболочку, в которую вставлены и удерживаются внутренний тороид и наружный тороид, по существу, имеющую в состоянии покоя форму полого тороида, имеющего внутреннее гнездо и наружое гнездо, соответственно, для вставления внутреннего тороида и наружного тороида, причем поверхность оболочки имеет кольцевое отверстие между внутренним и наружным гнездами; вышеуказанная оболочка имеет:- a metal shell into which an inner toroid and an outer toroid are inserted and held, essentially having the shape of a hollow toroid at rest, having an inner cavity and an outer cavity, respectively, for inserting the inner toroid and the outer toroid, and the surface of the shell has an annular hole between internal and external nests; the above shell has:

- внутренний закрывающий участок, ограничивающий внутреннее гнездо и обеспечивающий частичное закрывание внутреннего тороида,- an internal closure section that defines the internal socket and provides partial closure of the internal toroid,

- наружный закрывающий участок, ограничивающий наружное гнездо и обеспечивающий частичное закрывание наружного тороида,- an outer closing section that delimits the outer socket and provides partial closure of the outer toroid,

- промежуточный участок, именуемый межтороидной зоной, соединяющей внутренний закрывающий участок и наружный закрывающий участок и образованной таким образом, что она обращена к кольцевому отверстию,- an intermediate section, called the intertoroidal zone, connecting the inner closing section and the outer closing section and formed in such a way that it faces the annular hole,

- вал, вращающийся вокруг оси вращения и имеющий кольцевой буртик, в который упирается металлическое уплотнительное соединение на уровне статического тороида, причем металлическое уплотнительное соединение расположено вокруг вращающегося вала и сцентрировано с помощью внутреннего диаметра,- a shaft rotating about the axis of rotation and having an annular shoulder against which a metal sealing joint abuts at the level of a static toroid, the metal sealing joint being located around the rotating shaft and centered by means of an inner diameter,

- деталь, именуемую опорой, имеющую контактную поверхность, по существу, плоскую, в которую упирается металлическое уплотнительное соединение на уровне динамического тороида, - a part, called a support, having a contact surface that is essentially flat, against which a metal sealing joint abuts at the level of the dynamic toroid,

- проставку, расположенную вокруг вращающегося вала, так что металлическое уплотнительное соединение блокируется, между проставкой с одной стороны и контактной поверхностью опоры с другой стороны, причем проставка установлена на вращающемся валу с возможностью скольжения вдоль оси вращения вращающегося вала,- a spacer located around the rotating shaft, so that the metal sealing connection is blocked, between the spacer on one side and the contact surface of the support on the other hand, and the spacer is mounted on the rotating shaft with the possibility of sliding along the axis of rotation of the rotating shaft,

- металлическую деталь, образующую крышку, которая по усмотрению может быть такой же, как и проставка, и закрывает узел, содержащий металлическое уплотнительное соединение и, по меньшей мере, контактную поверхность опоры, причем через крышку проходит вращающийся вал, и она прикреплена к корпусу и/или к опоре с наружной стороны контактной поверхности, и вращающийся вал свободно вращается относительно крышки и жестко соединен с крышкой в осевом направлении.- a metal part forming a cover, which may optionally be the same as the spacer, and closes the assembly containing a metal sealing joint and at least the contact surface of the support, and a rotating shaft passes through the cover, and it is attached to the housing and /or to a support on the outside of the contact surface, and the rotating shaft rotates freely relative to the cover and is rigidly connected to the cover in the axial direction.

Металлический уплотнительный узел согласно изобретению также может содержать один или несколько из следующих признаков, взятых по отдельности или во всех технически возможных комбинациях.The metal seal assembly according to the invention may also contain one or more of the following features, taken singly or in all technically possible combinations.

Как преимущество, металлическое уплотнительное соединение соответствует частному варианту выполнения уплотнительного соединения, описанному в документе FR 2 151 186 A1, упомянутой выше.Advantageously, the metallic sealing joint corresponds to the particular embodiment of the sealing joint described in document FR 2 151 186 A1 mentioned above.

По первому альтернативному варианту опора может быть невращающейся деталью, предназначенной для крепления к неподвижному корпусу. В этом случае узел может содержать уплотнительное соединение, в частности, статическое уплотнительное соединение, например, уплотнительное кольцо, между опорой и корпусом.In a first alternative, the support may be a non-rotating piece designed to be attached to a fixed body. In this case, the assembly may comprise a sealing connection, in particular a static sealing connection, such as an O-ring, between the support and the housing.

По второму альтернативному варианту опора может быть вращающейся деталью, жестко соединенной с вращающимся валом на уровне буртика. В этом случае узел может содержать уплотнительное соединение, в частности, статическое уплотнительное соединение, например, уплотнительное кольцо, между опорой и буртиком вращающегося вала, как описано ниже.According to a second alternative, the support may be a rotating part rigidly connected to the rotating shaft at the shoulder level. In this case, the assembly may comprise a sealing joint, in particular a static sealing joint, such as an O-ring, between the bearing and the shoulder of the rotating shaft, as described below.

Контактная поверхность опоры может быть шероховатой, причем шероховатость достигается посредством полирования.The contact surface of the support may be rough, the roughness being achieved by polishing.

Проставка может быть заблокирована на вращающемся валу с помощью штифта или шпонки.The spacer can be locked onto the rotating shaft with a pin or key.

Кроме того, узел может содержать гайку для зажатия проставки, расположенную таким образом, что проставка расположена между зажимной гайкой и металлическим уплотнительным соединением. Таким образом, вращающийся вал может содержать резьбовой участок, на который может быть навернута зажимная гайка.In addition, the assembly may include a nut for clamping the spacer, located so that the spacer is located between the clamp nut and the metal sealing connection. Thus, the rotating shaft may comprise a threaded portion onto which a clamp nut may be screwed.

Кроме того, крышка может иметь множество первых гладких отверстий, продолжающихся вдоль оси вращения и проходящих в осевом направлении через крышку, которые выполнены с возможностью располагаться напротив вторых резьбовых отверстий, образованных в осевом направлении в опоре, и/или третьих резьбовых отверстий, образованных в осевом направлении в неподвижном корпусе, или выполнены с возможностью располагаться напротив вторых гладких отверстий, образованных в осевом направлении в опоре, и третьих резьбовых отверстий, образованных в осевом направлении в неподвижном корпусе. Узел может содержать множество резьбовых шпилек, причем каждая резьбовая шпилька может быть вставлена в первое гладкое отверстие, а также во второе гладкое или резьбовое отверстие и/или третье резьбовое отверстие. Крышка может быть прикреплена к корпусу и/или к опоре посредством завинчивания гаек на резьбовые шпильки в верхней части крышки.In addition, the lid may have a plurality of first smooth holes extending along the axis of rotation and passing axially through the lid, which are configured to be located opposite the second threaded holes formed in the axial direction in the support, and/or the third threaded holes formed in the axial direction in the fixed body, or configured to be located opposite the second smooth holes formed in the axial direction in the support, and the third threaded holes formed in the axial direction in the fixed body. The assembly may include a plurality of threaded studs, each threaded stud being inserted into a first smooth hole, as well as a second smooth or threaded hole, and/or a third threaded hole. The lid can be attached to the housing and/or to the support by screwing nuts onto the threaded studs at the top of the lid.

По первому альтернативному варианту крышка может содержать, в частности, в верхней части, множество радиальных отверстий, имеющих одинаковый диаметр и продолжающихся, по существу, перпендикулярно оси вращения вращающегося вала, выходящих на внутренний диаметр крышки и проходящих через нее радиально. В радиальные отверстия могут быть вставлены штифты, имеющие такой же диаметр, как и радиальные отверстия. Вращающийся вал может иметь канавку, в которую проникают штифты для блокирования осевого перемещения вращающегося вала. Блокирующий элемент по усмотрению может быть расположен вокруг крышки для воспрепятствования скольжению штифтов наружу.According to a first alternative, the lid may comprise, in particular in the upper part, a plurality of radial holes having the same diameter and extending essentially perpendicular to the axis of rotation of the rotating shaft, facing the inner diameter of the lid and passing through it radially. Pins having the same diameter as the radial holes can be inserted into the radial holes. The rotating shaft may have a groove into which pins penetrate to block axial movement of the rotating shaft. A blocking element may optionally be positioned around the cover to prevent the pins from sliding outwards.

По второму альтернативному варианту крышка может иметь на своем внутреннем диаметре, на уровне центрировки вращающегося вала, внутреннюю резьбу. Вращающейся вал может иметь на уровне внутренней резьбы участок, имеющий уменьшенный диаметр для создания блокирующего заплечика на вращающемся валу. Узел может содержать стопорную гайку, которая может быть установлена между вращающимся валом и крышкой на уровне внутренней резьбы и участка, имеющего уменьшенный диаметр, и опираться на блокирующий заплечик для осевой блокировки перемещения вращающегося вала.According to a second alternative, the cover may have an internal thread on its inner diameter, at the centering level of the rotating shaft. The rotating shaft may have, at the level of the female thread, a section having a reduced diameter to create a blocking shoulder on the rotating shaft. The assembly may include a lock nut that may be installed between the rotating shaft and the cap at the level of the female thread and the reduced diameter section and supported by a locking shoulder to axially block movement of the rotating shaft.

Кроме того, проставка может быть выполнена, по меньшей мере, из двух деталей и содержит первую деталь, именуемую внутренней проставкой, которая опирается на внутренний тороид и имеет гладкий внутренний диаметр, предназначенный для скольжения по вращающемуся валу, и резьбовой наружный диаметр, и вторую деталь, именуемую наружной проставкой, которая опирается на наружный тороид и имеет резьбовой внутренний диаметр, предназначенный для навертывания на внутреннюю проставку.In addition, the spacer can be made of at least two parts and contains the first part, called the internal spacer, which rests on the inner toroid and has a smooth inner diameter designed to slide on a rotating shaft and a threaded outer diameter, and the second part , called the outer spacer, which rests on the outer toroid and has a threaded inner diameter designed to be screwed onto the inner spacer.

Кроме того, поверхность проставки, контактирующая с наружным закрывающим участком, может иметь шероховатость больше шероховатости контактной поверхности опоры.In addition, the surface of the spacer in contact with the outer covering portion may have a roughness greater than the roughness of the contact surface of the support.

Проставка может иметь выступ на наружном диаметре, позволяющий закрывать наружный тороид на его наружном диаметре.The spacer may have a protrusion on the outer diameter to allow the outer toroid to be covered at its outer diameter.

Контактная поверхность опоры может иметь охватывающую коническую форму.The contact surface of the support may have a female conical shape.

Металлическое уплотнительное соединение может содержать на поверхности покрытие из дополнительного материала, полученное осаждением, в частности, из золота и/или серебра.The metal sealing joint may comprise on the surface a coating of an additional material obtained by deposition, in particular of gold and/or silver.

Металлическая оболочка может быть первой металлической оболочкой, состоящей из материала, имеющего высокую механическую прочность, в частности, из сплава типа Inconel®. Металлическое уплотнительное соединение может содержать вторую металлическую оболочку, обернутую на первой металлической оболочке и состоящую из более пластичного материала, чем материал первой металлической оболочки, например, из серебра, предназначенного для пластического деформирования во время смятия металлического уплотнительного соединения.The metal sheath may be a first metal sheath consisting of a material having high mechanical strength, in particular an alloy of the Inconel® type. The metal seal may comprise a second metal sheath wrapped around the first metal sheath and composed of a more ductile material than the material of the first metal sheath, such as silver designed to plastically deform during collapse of the metal seal.

Кроме того, опора может состоять, по меньшей мере, из трех деталей, жестко соединенных друг с другом, и содержит внутренний блок, имеющий контактную поверхность, в которую упирается металлическое уплотнительное соединение у наружного тороида, сильфон и наружный фланец, причем сильфон придает степень осевой свободы узлу во избежание блокировки возможных относительных расширений, причем сильфон соединяет внутреннюю опору и наружный фланец, и наружный фланец прикреплен к неподвижному корпусу. In addition, the support may consist of at least three parts rigidly connected to each other, and contains an internal block having a contact surface against which a metal sealing joint at the outer toroid abuts, a bellows and an outer flange, and the bellows gives the degree of axial freedom to the assembly to avoid blocking possible relative expansions, with the bellows connecting the inner support and the outer flange, and the outer flange is attached to the fixed body.

Кроме того, крышка может состоять, по меньшей мере, из двух деталей и содержит наружную крышку, прикрепленную к неподвижному корпусу, и внутреннюю крышку, жестко соединенную с наружной крышкой с помощью резьбового соединения.In addition, the lid may consist of at least two parts and includes an outer lid attached to the fixed body and an inner lid rigidly connected to the outer lid by means of a threaded connection.

Металлический уплотнительный узел согласно изобретению может содержать любой из признаков, упомянутых в описании, взятый отдельно или во всех технически возможных комбинациях с другими признаками.The metal seal assembly according to the invention may contain any of the features mentioned in the description, taken alone or in all technically possible combinations with other features.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Изобретение станет более понятным из приведенного ниже подробного описания неограничивающих вариантов осуществления, а также изучения схематических и частичных чертежей, на которых:The invention will become better understood from the following detailed description of non-limiting embodiments, as well as a study of schematic and partial drawings, in which:

на фиг. 1 показан первый пример металлического уплотнительного узла согласно изобретению, частичный вид в разрезе;in fig. 1 shows a first example of a metal seal assembly according to the invention, in partial sectional view;

на фиг. 1A показано место A из фиг. 1, увеличенный упрощенный вид;in fig. 1A shows location A of FIG. 1, an enlarged simplified view;

на фиг. 2 изображен узел, представленный на фиг. 1, где показано крепление крышки к опоре и корпусу, другой частичный вид в разрезе;in fig. 2 shows the assembly shown in Fig. 1, showing the attachment of the cover to the support and housing, another partial sectional view;

на фиг. 3 представлен еще один частичный вид в разрезе узла, изображенного на фиг. 1, где показан принцип осевой блокировки вращающегося вала;in fig. 3 is another partial sectional view of the assembly shown in FIG. 1, which shows the principle of axial locking of a rotating shaft;

на фиг. 4 показан вид в разрезе по линии III-III из фиг. 3;in fig. 4 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 3;

на фиг. 5 изображено место B, показанное на фиг. 1, увеличенный упрощенный вид;in fig. 5 shows location B shown in FIG. 1, an enlarged simplified view;

на фиг. 6 показан второй пример металлического уплотнительного узла согласно изобретению, содержащего сильфон для компенсации расширения, частичный вид в перспективе в разрезе;in fig. 6 shows a second example of a metal sealing assembly according to the invention, comprising an expansion bellows, in a partial perspective sectional view;

на фиг. 7 изображен частичный вид по стрелке C, показанной на фиг. 6;in fig. 7 is a partial view taken along arrow C in FIG. 6;

на фиг. 8 представлена типовая кривая сжатия применительно к изменению напряжения на единицу длины в зависимости от смятия металлического уплотнительного соединения, известного из уровня техники;in fig. 8 is a typical compression curve for stress change per unit length versus collapse of a prior art metal sealing joint;

на фиг. 9A и 9B показаны другие варианты выполнения неплоских форм контактной поверхности опоры, частичные виды в разрезе;in fig. 9A and 9B show other non-planar forms of the bearing contact surface, partial sectional views;

на фиг. 10-12 показаны другие варианты выполнения металлического уплотнительного узла согласно изобретению, частичные виды в разрезе; иin fig. 10-12 show other embodiments of the metal sealing assembly according to the invention, partial sectional views; and

на фиг. 13 показан вариант выполнения металлического уплотнительного узла согласно изобретению, в котором опора является вращающейся деталью, жестко соединенной с вращающимся валом на уровне его буртика, схематичный частичный вид в разрезе.in fig. 13 shows an embodiment of a metal sealing assembly according to the invention, in which the support is a rotating part rigidly connected to a rotating shaft at the level of its shoulder, a schematic partial sectional view.

На всех чертежах идентичные номера позиций могут обозначать идентичные или сходные элементы.Throughout the drawings, like reference numerals may refer to like or like elements.

Кроме того, различные детали на чертежах, необязательно показаны в масштабе, чтобы сделать чертежи более разборчивыми.In addition, various details in the drawings are not necessarily drawn to scale in order to make the drawings more legible.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Следует отметить, что по всему описанию осевое направление соответствует оси X вращения вращающегося вала 16. Радиальное направление является направлением, перпендикулярным оси X. Кроме того, если не указано иное, прилагательные и наречия “осевой”, “радиальный”, “аксиально” и “радиально” используются со ссылкой на указанные осевое и радиальное направления. Кроме того, если не указано иное, термины внутренний (или находящийся внутри) и наружный (или находящийся снаружи) используются со ссылкой на радиальное направление, так что внутренняя часть элемента расположена ближе к оси X вращающегося вала 16, чем наружная часть того же элемента. Таким образом, внутренний диаметр находится ближе оси X вращения, чем наружный диаметр. Для одного и того же элемента внутренний диаметр является частью диаметра, наиболее близко расположенной к оси X вращения, и наружный диаметр является частью диаметра, наиболее удаленной от оси X вращения. Сходным образом внутренний тороид 24 расположен ближе к оси X вращения, чем наружный тороид 25.It should be noted that throughout the description, the axial direction corresponds to the X axis of rotation of the rotating shaft 16. The radial direction is the direction perpendicular to the X axis. In addition, unless otherwise indicated, the adjectives and adverbs “axial”, “radial”, “axial” and “ radial” are used with reference to the specified axial and radial directions. In addition, unless otherwise indicated, the terms inner (or inside) and outside (or outside) are used with reference to the radial direction, so that the inside of the element is located closer to the X axis of the rotating shaft 16 than the outside of the same element. Thus, the inner diameter is closer to the X-axis of rotation than the outer diameter. For the same element, the inner diameter is the portion of the diameter closest to the X-axis of rotation, and the outer diameter is the portion of the diameter furthest from the X-axis of rotation. Similarly, the inner toroid 24 is located closer to the X-axis of rotation than the outer toroid 25.

Данное изобретение относится к конструкции металлического уплотнительного узла 30, в частности, адаптированного для медленного вращательного движения вала.The present invention relates to the construction of a metal sealing assembly 30, in particular adapted to slow rotational movement of the shaft.

Указанный узел собран вокруг двух специальных компонентов, которые являются металлическим уплотнительным соединением 1 и опорой 14, описанными ниже.This assembly is assembled around two special components, which are a metal sealing joint 1 and a support 14, described below.

Следует отметить, что в узле, показанном на фиг. 1-12, относящемся к невращающейся опоре 14, внутренний тороид 24 образует статический тороид, заблокированный между двумя вращающимися деталями, связанными друг с другом с целью совместного вращения, в то время как наружный тороид 25 образует динамический тороид, заблокированный между вращающейся деталью и неподвижной деталью.It should be noted that in the node shown in Fig. 1-12 relating to a non-rotating support 14, the inner toroid 24 forms a static toroid locked between two rotating parts connected to each other for the purpose of co-rotation, while the outer toroid 25 forms a dynamic toroid locked between the rotating part and the stationary part. .

И, наоборот, в варианте осуществления, показанном на фиг. 13, который описан ниже и относится к вращающейся опоре 14, внутренний тороид 24 образует динамический тороид, в то время как наружный тороид 25 образует статический тороид.Conversely, in the embodiment shown in FIG. 13, which is described below with respect to the rotating support 14, the inner toroid 24 forms a dynamic toroid while the outer toroid 25 forms a static toroid.

Таким образом, на фиг. 1 показан частичный вид в разрезе первого примера металлического уплотнительного узла 30 согласно изобретению, и на фиг. 1A показан увеличенный упрощенный вид места A из фиг. 1.Thus, in FIG. 1 shows a partial sectional view of a first example of a metal seal assembly 30 according to the invention, and FIG. 1A is an enlarged simplified view of location A of FIG. one.

Узел 30 служит для создания уплотнения между вращающимся валом 16 и неподвижным корпусом 3 принимающей машины, в которой установлен указанный узел, или корпусом объекта, содержащего узел 30.The node 30 serves to create a seal between the rotating shaft 16 and the fixed body 3 of the receiving machine in which the specified node is installed, or the body of the object containing the node 30.

Узел 30 содержит, прежде всего, гибкое металлическое уплотнительное соединение 1 с двумя концентричными тороидами, имеющими разные средние диаметры, причем это соединение соответствует, в частности, двухтороидному уплотнительному соединению, полученному согласно принципу, раскрытому в вышеописанном документе FR 2 151 186 A1.Assembly 30 primarily comprises a flexible metal sealing joint 1 with two concentric toroids having different average diameters, which connection corresponds in particular to a two-toroidal sealing joint obtained according to the principle disclosed in document FR 2 151 186 A1 above.

Как показано на фиг. 1A, металлическое уплотнительное соединение 1 содержит первую металлическую цилиндрическую пружину с соприкасающимися витками, замкнутую саму на себя и, по существу, имеющую в состоянии покоя форму тороида, именуемого внутренним тороидом 24, и вторую металлическую цилиндрическую пружину с соприкасающимися витками, замкнутую саму на себя и, по существу, имеющую в состоянии покоя форму тороида, именуемого наружным тороидом 25. Наружный тороид 25 имеет средний диаметр, превышающий средний диаметр внутреннего тороида 24.As shown in FIG. 1A, the metal sealing joint 1 comprises a first metal coil spring with mating coils closed on itself and essentially having the shape of a toroid, referred to as inner toroid 24, at rest, and a second metal coil spring with mating coils, closed on itself and , essentially having the shape of a toroid at rest, referred to as the outer toroid 25. The outer toroid 25 has an average diameter greater than the average diameter of the inner toroid 24.

Коме того, уплотнительное соединение 1 содержит металлическую оболочку 26 или металлическую полосу 26, в которую вставлены и удерживаются внутренний тороид 24 и наружный тороид 25. Эта полоса 26 в состоянии покоя, по существу, имеет форму полого тороида, имеющего внутреннее гнездо 27a и наружное гнездо 27b, соответственно, для вставки внутреннего тороида 24 и наружного тороида 25. Кроме того, поверхность S полосы 26 имеет кольцевое отверстие 28 между внутренним 27a и наружным гнездами 27b, образованное в верхней части поверхности S полосы 26.In addition, the sealing joint 1 comprises a metal sheath 26 or a metal strip 26 into which an inner toroid 24 and an outer toroid 25 are inserted and held. This strip 26 at rest is essentially in the form of a hollow toroid having an inner socket 27a and an outer socket 27b, respectively, for inserting the inner toroid 24 and the outer toroid 25. In addition, the surface S of the strip 26 has an annular hole 28 between the inner 27a and the outer sockets 27b formed at the top of the surface S of the strip 26.

Таким образом, полоса 26 закрывает внутренний 24 и наружный 25 тороиды. На полосе 26 можно различить три зоны, как писано ниже.Thus, the strip 26 covers the inner 24 and outer 25 toroids. Three zones can be distinguished on lane 26, as described below.

Указанная полоса, прежде всего, имеет внутренний закрывающий участок 26a, ограничивающий внутреннее гнездо 27a и обеспечивающий частичное закрывание внутреннего тороида 24. Этот внутренний закрывающий участок 26a обернут вокруг внутреннего тороида 24, например, посредством ротационной вытяжки и напоминает по форме прописную букву «C», открытую к наружному диаметру внутреннего тороида 24.Said strip primarily has an inner closure portion 26a delimiting the inner socket 27a and providing partial closure of the inner toroid 24. This inner closure portion 26a is wrapped around the inner toroid 24, for example by rotation drawing, and is shaped like a capital letter "C" open to the outer diameter of the inner toroid 24.

Кроме того, полоса 26 имеет наружный закрывающий участок 26b, ограничивающий наружное гнездо 27b и обеспечивающий частичное закрывание наружного тороида 25. Этот наружный закрывающий участок 26b обернут вокруг наружного тороида 25, например, посредством ротационной вытяжки и напоминает по форме прописную букву «C», открытую к внутреннему диаметру наружного тороида 25.In addition, the strip 26 has an outer closure portion 26b delimiting the outer socket 27b and providing partial closure of the outer toroid 25. This outer closure portion 26b is wrapped around the outer toroid 25, for example, by rotation drawing, and resembles the shape of a capital letter "C", open to the inner diameter of the outer toroid 25.

И, наконец, два нижних участка двух прописных букв «C», образованных внутренним закрывающим участком 26a и наружным закрывающим участком 26b, соединены друг с другом с помощью промежуточного участка 26c, именуемого межтороидной зоной 26c, соединяющей внутренний закрывающий участок 26a и наружный закрывающий участок 26b и образованной таким образом, что она обращена к кольцевому отверстию 28 в нижней части поверхности S полосы 26. Эта межтороидная зона 26c не поддерживает пружину.Finally, the two bottom portions of the two capital letters "C" formed by the inner closure portion 26a and the outer closure portion 26b are connected to each other by an intermediate portion 26c, referred to as the intertoroidal zone 26c, connecting the inner closure portion 26a and the outer closure portion 26b and formed in such a way that it faces the annular hole 28 in the lower part of the surface S of the strip 26. This intertoroidal zone 26c does not support the spring.

Следует отметить, что, как показано в разрезе на фиг. 1A, межтороидная зона 26c может иметь прямолинейную форму, а также, как показано, например, на фиг. 1A, волнистую форму.It should be noted that, as shown in section in FIG. 1A, the intertoroidal zone 26c may have a rectilinear shape, and also, as shown, for example, in FIG. 1A, wavy shape.

Кроме того, узел 30 содержит вал 16, вращающийся вокруг оси X вращения. Этот вращающийся вал 16 имеет кольцевой буртик 7, в который упирается металлическое уплотнительное соединение 1 на уровне внутреннего тороида 24, точнее, упирается в поверхность 16c буртика 7. Таким образом, соединение 1 установлено на буртике 7 и расположено вокруг вращающегося вала 16 и центрировано с помощью внутреннего диаметра с диаметральной поверхностью 16b вращающегося вала 16.In addition, the node 30 includes a shaft 16 rotating about the axis X of rotation. This rotating shaft 16 has an annular collar 7 against which a metal sealing joint 1 abuts at the level of the inner toroid 24, more precisely against the surface 16c of the collar 7. Thus, the joint 1 is mounted on the collar 7 and is located around the rotating shaft 16 and centered by inner diameter with diametral surface 16b of the rotating shaft 16.

Следует отметить, что буртик 7 имеет размер, ограничиваемый по оси, перпендикулярной оси X, который является достаточным для того, чтобы поддерживать снизу внутренний тороид 24.It should be noted that the bead 7 has a size limited along an axis perpendicular to the X axis, which is sufficient to support the inner toroid 24 from below.

Кроме того, также следует отметить, что внутренний диаметр металлического уплотнительного соединения 1 является достаточно большим, чтобы обеспечить скольжение по вращающемуся валу 16. Таким образом, существует возможность расположения соединения 1 на буртике 7. При осевом контакте между соединением 1 и буртиком 7 образуется первая линия уплотнения, как только внутренний тороид 24 сжимается, как будет описано ниже.In addition, it should also be noted that the inner diameter of the metal sealing joint 1 is large enough to allow sliding on the rotating shaft 16. Thus, it is possible to locate the joint 1 on the shoulder 7. In axial contact between the joint 1 and the shoulder 7, a first line is formed seals as soon as the inner toroid 24 is compressed, as will be described below.

Кроме того, узел 30 содержит проставку 17, которая может скользить в осевом направлении вокруг вращающегося вала 16, так что металлическое уплотнительное соединение 1 блокируется, между проставкой 17 с одной стороны и буртиком 7 вращающегося вала 16 и контактной поверхностью 14a опоры 14 с другой стороны, как описано ниже. Таким образом, проставка 17 опирается сверху на внутренний тороид 24.In addition, the assembly 30 includes a spacer 17 which can be slid axially around the rotating shaft 16 so that the metal sealing joint 1 is blocked, between the spacer 17 on one side and the shoulder 7 of the rotating shaft 16 and the contact surface 14a of the support 14 on the other hand, as described below. Thus, the spacer 17 rests on top of the inner toroid 24.

Эта проставка 17 может быть заблокирована при вращении на валу штифтом и/или шпонкой. В этом варианте осуществления проставка 17 заблокирована при вращении штифтом 2, который входит в две противолежащие выемки, расположенные на внутреннем диаметре проставки 17.This spacer 17 can be locked in rotation on the shaft with a pin and/or key. In this embodiment, the spacer 17 is locked in rotation by a pin 2 that engages in two opposite recesses located on the inner diameter of the spacer 17.

Кроме того, для зажатия проставки 17 на вращающемся валу 16 установлена гайка 18, так что проставка 17 расположена между зажимной гайкой 18 и металлическим уплотнением 1. С этой целью вращающийся вал 16 имеет над проставкой 17 резьбовой участок 16d, на который навернута зажимная гайка 18. Затяжка гайки 18 позволяет смещать проставку 17 в направлении буртика, в результате чего происходит сжатие внутреннего тороида 24. Кроме того, в этом примере проставка 17 закрывает наружный тороид 25. Кроме того, в конце сжатия проставка 17 находится в контакте с наружным тороидом 25 или очень близко к нему. Предпочтительно, узел 30 позволяет сжимать внутренний тороид 24, не подвергая его воздействию в результате вращения гайки 18, что обычно не рекомендуется для металлического уплотнительного соединения.In addition, to clamp the spacer 17, a nut 18 is installed on the rotating shaft 16, so that the spacer 17 is located between the clamping nut 18 and the metal seal 1. For this purpose, the rotating shaft 16 has a threaded section 16d above the spacer 17, onto which the clamping nut 18 is screwed. Tightening the nut 18 allows the spacer 17 to be displaced in the direction of the shoulder, resulting in compression of the inner toroid 24. In addition, in this example, the spacer 17 covers the outer toroid 25. Also, at the end of the compression, the spacer 17 is in contact with the outer toroid 25 or very close to him. Preferably, the assembly 30 allows the inner toroid 24 to be compressed without being affected by the rotation of the nut 18, which is not normally recommended for a metal sealing joint.

Кроме того, узел 30 содержит деталь, именуемую опорой 14, которая имеет по существу контактную поверхность 14a, на которую опирается металлическое уплотнительное соединение 1 на уровне наружного тороида 25.In addition, the assembly 30 includes a part, referred to as a support 14, which has a substantially contact surface 14a on which the metal sealing joint 1 rests at the level of the outer toroid 25.

В этом варианте осуществления опора 14 является невращающейся деталью, прикрепленной к корпусу 3 принимающей машины. Под опорой 14 образовано уплотнение с корпусом 3 с помощью статического уплотнительного соединения в форме кольцевого уплотнения 4.In this embodiment, the support 14 is a non-rotating part attached to the body 3 of the receiving machine. Under the support 14, a seal is formed with the body 3 by means of a static sealing joint in the form of an O-ring 4.

Предусмотрено, что наружный тороид 25 приходит в контакт с контактной поверхностью 14a опоры 14. В этом частном примере указанная верхняя контактная поверхность 14a покрыта сплавом Stellite®. Эта контактная поверхность 14a, в общем, но неисключительно, является плоской. Предпочтительно, она имеет очень низкую шероховатость, обеспечиваемую, например, с помощью прецизионного полирования. Указанная контактная поверхность расположена таким образом, она обращена к низу наружного тороида 25.It is provided that the outer toroid 25 comes into contact with the contact surface 14a of the support 14. In this particular example, said upper contact surface 14a is coated with Stellite®. This contact surface 14a is generally, but not exclusively, flat. Preferably, it has a very low roughness, provided for example by precision polishing. The specified contact surface is located in such a way that it faces the bottom of the outer toroid 25.

Опора 14 предпочтительно является металлической. Однако могут быть использованы другие материалы, например, керамика, в частности, помимо прочего, карбиды вольфрама, карбиды кремния. Сходным образом, на контактную поверхность 14a может быть нанесено покрытие, облегчающее скольжение, в частности, перед полированием, например, кермет или Stellite®, подобно этому примеру.Support 14 is preferably metallic. However, other materials can be used, for example ceramics, in particular, but not limited to, tungsten carbides, silicon carbides. Similarly, the contact surface 14a can be coated with a slip coating, in particular before polishing, such as cermet or Stellite®, similar to this example.

В момент установки вращающегося вала 16, содержащего металлическое уплотнительное соединение 1, геометрическая компоновка узла обеспечивает, что наружный тороид 25 соединения 1 опирается на контактную поверхность 14a. Поскольку соединение 1 крепится на вращающемся валу 16, наружный тороид 25 скользит во время вращения вращающегося вала 16 по контактной поверхности 14a.At the time of installation of the rotating shaft 16 containing the metal sealing joint 1, the geometric arrangement of the assembly ensures that the outer toroid 25 of the joint 1 rests on the contact surface 14a. Since the connection 1 is attached to the rotating shaft 16, the outer toroid 25 slides during the rotation of the rotating shaft 16 on the contact surface 14a.

Для получения на этом наружном тороиде 25 надлежащего уровня уплотнения предпочтительным является осевое сжатие этого тороида 25. Система, сжимающая наружный тороид 25, предпочтительно должна вращаться одновременно с вращающимся валом 16. Фактически, если бы металлическая деталь, сжимающая этот тороид 25, являлась статической, тороид 25 бы сильно сжимался в осевом направлении. Вращение вращающегося вала 16, таким образом, создавало бы риск возникновения значительного срезающего усилия с последующим разрушением межтороидной зоны 26c.In order to obtain the proper level of compaction on this outer toroid 25, axial compression of this toroid 25 is preferable. 25 would be strongly compressed in the axial direction. The rotation of the rotating shaft 16 would thus create the risk of a significant shear force with subsequent destruction of the intertoroidal zone 26c.

Соответственно и предпочтительно проставка 17 также играет некоторую роль возле наружного тороида 25 во время сжатия. Ее геометрия обеспечивает, что во время сжатия внутреннего тороида 24 она также приходит в контакт с наружным тороидом 25 напротив контактной поверхности 14a или даже закрывает значительную часть его высоты в некоторых предпочтительных вариантах осуществления изобретения, описанных ниже.Accordingly and preferably, the spacer 17 also plays a role near the outer toroid 25 during compression. Its geometry ensures that, during compression of the inner toroid 24, it also comes into contact with the outer toroid 25 against the contact surface 14a, or even covers a significant part of its height in some preferred embodiments of the invention described below.

Таким образом, сжатие наружного тороида 25 происходит между подвижной проставкой 17 с одной стороны и неподвижной опорой 14 с другой стороны. Напряжение сжатия наружного тороида 25 проходит через вращающийся вал 16.Thus, the compression of the outer toroid 25 occurs between the movable spacer 17 on one side and the fixed support 14 on the other side. The compression stress of the outer toroid 25 passes through the rotating shaft 16.

Для прикладывания этого напряжения к вращающемуся валу 16 узел 30 предпочтительно содержит металлическую деталь, образующую крышку 15, которая закрывает узел, содержащий проставку 17, зажимную гайку 18, металлическое уплотнительное соединение 1 и, по меньшей мере, контактную поверхность 14a опоры 14. Крышка 15 позволяет вращающемуся валу свободно вращаться. Однако она жестко соединена в осевом направлении с вращающимся валом 16 и создает между ними вращательную связь, но не связь с возможностью поступательного перемещения.In order to apply this voltage to the rotating shaft 16, the assembly 30 preferably includes a metal piece forming a cover 15 which covers the assembly comprising a spacer 17, a clamp nut 18, a metal sealing joint 1, and at least a contact surface 14a of the support 14. The cover 15 allows rotating shaft to rotate freely. However, it is rigidly connected in the axial direction to the rotating shaft 16 and creates between them a rotational connection, but not a connection with the possibility of translational movement.

Верхняя часть вращающегося вала 16 проходит через крышку 15 и обеспечивает центрирование вращающегося вала 16. На фиг. 1 следует отметить факультативное наличие двух уплотнительных колец 22 и 23, которые могут быть включены в состав узла 30 с целью функциональных испытаний. Кроме того, между крышкой 15 и опорой 14 имеется зазор J.The upper part of the rotating shaft 16 passes through the cover 15 and provides the centering of the rotating shaft 16. In FIG. 1, the optional presence of two sealing rings 22 and 23, which can be included in the assembly 30 for the purpose of functional testing, should be noted. In addition, there is a gap J between the cover 15 and the support 14.

Кроме того, как видно на фиг. 1, крышка 15 имеет выступ 38 на наружном диаметре, который закрывает наружный диаметр опоры 14. Сходным образом, опора 14 имеет выступ 37 на наружном диаметре, который закрывает наружный диаметр неподвижного корпуса 3.Moreover, as seen in FIG. 1, cap 15 has an outer diameter boss 38 that covers the outside diameter of support 14. Similarly, support 14 has an outside diameter boss 37 that covers the outside diameter of stationary body 3.

Крышка 15 может быть прикреплена к раме 3 с помощью гаек и болтов и/или непосредственно к опоре 14 и предпочтительно в этом случае снаружи контактной поверхности 14a. Таким образом, образуется связь между вращающимся валом 16 и крышкой 15 в ее верхней части, ограничивающая совместное перемещение указанных деталей в осевом направлении, но позволяющая вращающемуся валу 16 свободно вращаться, например, подобно подшипниковой сборке.The cover 15 can be attached to the frame 3 with nuts and bolts and/or directly to the support 14 and preferably in this case outside the contact surface 14a. Thus, a connection is formed between the rotating shaft 16 and the cover 15 in its upper part, limiting the joint movement of these parts in the axial direction, but allowing the rotating shaft 16 to rotate freely, for example, like a bearing assembly.

С учетом, в общем, низких частот вращения в предполагаемых применениях предпочтительно выбирают узел, сходный с вариантом выполнения, показанным на фиг. 1.In view of the generally low speeds in intended applications, it is preferable to choose an assembly similar to the embodiment shown in FIG. one.

Фиг. 2 – 4 позволяют лучше понять режим зажатия узла. Как видно, например, на фиг. 2, крышка 15 имеет множество первых гладких отверстий 51, продолжающихся вдоль оси X вращения и проходящих в осевом направлении через крышку 15. Эти первые гладкие отверстия 51 расположены таким образом, что они обращены ко вторым гладким отверстиям 52, образованным в осевом направлении в опоре 14, которые сами обращены к резьбовым отверстиям 53 в неподвижном корпусе 3.Fig. 2 - 4 allow you to better understand the knot clamping mode. As can be seen, for example, in Fig. 2, the lid 15 has a plurality of first smooth holes 51 extending along the axis of rotation X and extending axially through the lid 15. These first smooth holes 51 are positioned to face second smooth holes 52 formed axially in the support 14. , which themselves face the threaded holes 53 in the fixed body 3.

Узел 30 также содержит множество резьбовых шпилек 19, которые проходят через крышку 15, опору 14 и корпус 3 и заблокированы в гладких 51, 52 и резьбовых 53 отверстиях. Таким образом, крышка 15 прикреплена к корпусу 3 посредством навертывания гаек 6 на резьбовые шпильки 19 в верхней чести крышки 15, причем между гайками 6 и крышкой 15 установлены шайбы 5.Assembly 30 also includes a plurality of threaded studs 19 that extend through cover 15, support 14, and housing 3 and are locked in plain 51, 52, and threaded 53 holes. Thus, cover 15 is attached to body 3 by screwing nuts 6 onto threaded studs 19 in the upper part of cover 15, and washers 5 are installed between nuts 6 and cover 15.

Кроме того, крышка 15 имеет в верхней части множество радиальных отверстий 8, четыре таких отверстия в рассматриваемом случае, которые имеют одинаковый диаметр и продолжаются перпендикулярно оси X вращения и выходят к внутреннему диаметру крышки 15 и продолжаются через нее радиально. В радиальные отверстия 8 вставлены штифты 20, имеющие такой же диаметр, как и радиальные отверстия 8.In addition, the lid 15 has in its upper part a plurality of radial holes 8, four such holes in this case, which have the same diameter and extend perpendicular to the axis of rotation X and extend towards the inner diameter of the lid 15 and continue through it radially. Pins 20 are inserted into the radial holes 8, having the same diameter as the radial holes 8.

Вращающийся вал 16 расположен так, что штифты 20 входят в канавку 16e, выполненную посредством механической обработки в валу, причем размер канавки равен диаметру штифтов 20, увеличенному для создания незначительного зазора. Штифты 20 входят в канавку 16e и, таким образом, блокируют осевое перемещение вращающегося вала 16. Благодаря незначительному зазору вращение вала остается свободным.The rotating shaft 16 is positioned so that the pins 20 fit into a machined groove 16e in the shaft, the groove being the same size as the diameter of the pins 20 increased to create a slight gap. The pins 20 engage in the groove 16e and thus block the axial movement of the rotating shaft 16. Due to the small gap, the rotation of the shaft remains free.

Кроме того, на периферии крышки 15 установлен блокирующий элемент 21, именуемый «стопорным кольцом», во избежание выскальзывания штифтов 20. После установки указанных деталей резьбовые шпильки 19 блокируются с помощью гаек 6. Прикладываемый крутящий момент позволяет регулировать механические напряжения на наружном тороиде 25. Таким образом, можно совместно регулировать уровень уплотнения и момент сопротивления при вращении.In addition, on the periphery of the cover 15 there is a blocking element 21, called a "locking ring", in order to prevent the pins 20 from slipping out. In this way, the level of compaction and the moment of resistance during rotation can be jointly controlled.

Во время затяжки крышки 15 узел, образованный валом 16, уплотнительным соединением 1, гайкой 18 и проставкой 17, приводится в движение, и наружный тороид 25 сминается на контактной поверхности 14a опоры 14. Таким образом, узел подготовлен к вращению.During the tightening of the cover 15, the assembly formed by the shaft 16, the sealing joint 1, the nut 18 and the spacer 17 is set in motion and the outer toroid 25 is crushed on the contact surface 14a of the support 14. The assembly is thus prepared for rotation.

Известно, что во время вращения важно поддерживать высокую плотность контакта между наружным тороидом 25 и контактной поверхностью 14a с целью получения уплотнения высокого уровня. Поскольку контактная поверхность 14a предпочтительно не является полностью плоской или, в общем, не является полностью правильной, витки пружины обеспечивают непрерывное следование неровностям поверхности и, тем самым, обеспечивают указанный плотный контакт в каждый момент времени. Что касается внутреннего уплотнения, оно выполняется на статическом внутреннем тороиде 24.It is known that during rotation it is important to maintain a high density of contact between the outer toroid 25 and the contact surface 14a in order to obtain a high level seal. Since the contact surface 14a is preferably not completely flat or, in general, not completely regular, the coils of the spring ensure that the surface irregularities are continuously followed and thus provide said tight contact at all times. As for the internal sealing, it is carried out on a static internal toroid 24.

Регулирование напряжения сжатия на наружном тороиде 25 выполняется исключительно в осевом направлении: следовательно, противодействие жесткости цилиндрических элементов в радиальном направлении не является обязательным. Таким образом, регулирование является легким, и существует возможность оптимизации пары, образованной уровнем уплотнения и напряжением манипулирования. Фактически, напряжение манипулирования непосредственно относится к напряжению сжатия, генерируемого за счет касательного напряжения трения.The adjustment of the compressive stress on the outer toroid 25 is carried out exclusively in the axial direction: therefore, counteracting the rigidity of the cylindrical elements in the radial direction is not necessary. Thus, the regulation is easy, and it is possible to optimize the pair formed by the compaction level and the manipulation voltage. In fact, the manipulation stress is directly related to the compressive stress generated by shear friction stress.

Промышленная оптимизация этого принципа изобретения включает в себя создание контакта металл/металл между крышкой 15 и деталью, на которую она навинчивается, а именно, опорой 14 или корпусом 3, с целью регулирования сжатия наружного тороида 25. Таким образом, металлическое уплотнительное соединение 1 сжимается до заданного размера. Это позволяет увеличивать момент зажатия после достижения контакта и исключить подъем во время повышения высокого давления. Это является приемлемым, поскольку кривая изменения напряжения на единицу EL длины, выраженная в Н⋅мм^-1, согласно смятию EC, выраженному в мм, как показано на фиг. 8, для металлического уплотнительного соединения такого типа, который описан в документе FR 2 151 186 A1 и используется для металлического уплотнительного соединения 1 узла 30 согласно изобретению, имеет плоский участок в конце сжатия и, таким образом, приспособляемость к большим зазорам в гнезде.An industrial optimization of this principle of the invention involves creating a metal/metal contact between the cover 15 and the part on which it is screwed, namely the support 14 or the body 3, in order to control the compression of the outer toroid 25. Thus, the metal sealing joint 1 is compressed to given size. This allows the clamping torque to be increased after contact has been made and to avoid lifting during high pressure build-up. This is acceptable because the stress change curve per unit length EL, expressed in N⋅mm ^-1 , according to the collapse EC, expressed in mm, as shown in FIG. 8, for a metal sealing joint of the type described in FR 2 151 186 A1 and used for the metal sealing joint 1 of the assembly 30 according to the invention, has a flat area at the end of the compression and thus adaptability to large gaps in the socket.

Кроме того, важно, чтобы во время вращения наружный тороид 25 мог скользить по опоре 14 и вместе с тем не скользить по его поверхности контакта с проставкой 17. Таким образом, на фиг. 5 показано усовершенствование изобретения, в котором поверхность 17a проставки 17 в контакте с наружным закрывающим участком 26b имеет шероховатость, превышающую шероховатость контактной поверхности 14a опоры 14, причем последняя является гладкой. Это способствует блокировке в проставке 17 и скольжению по опоре 14.In addition, it is important that during rotation the outer toroid 25 can slide on the support 14 and yet not slide on its contact surface with the spacer 17. Thus, in FIG. 5 shows an improvement of the invention in which the surface 17a of the spacer 17 in contact with the outer covering portion 26b has a roughness greater than that of the contact surface 14a of the support 14, the latter being smooth. This contributes to blocking in the spacer 17 and sliding on the support 14.

Кроме того, при наружном воздействии среды существует риск деформации наружного тороида 25 или даже риск его выталкивания. Таким образом, небольшой выступ 17b, образованный на наружном диаметре проставки 17, позволяет закрывать наружный тороид 25 на его наружном диаметре. Высота выступа 17b меньше размера в состоянии сжатия уплотнительного соединения 1, поскольку в ином случае выступ 17b терся бы о контактную поверхность 14a и препятствовал бы надлежащему сжатию наружного тороида 25. Как преимущество, предусмотрена установка, позволяющая поддерживать минимальное осевое расстояние между указанным выступом 17b и контактной поверхностью 14a.In addition, under external influence of the environment, there is a risk of deformation of the outer toroid 25 or even the risk of its expulsion. Thus, the small protrusion 17b formed on the outer diameter of the spacer 17 allows the outer toroid 25 to be covered at its outer diameter. The height of the protrusion 17b is less than the size in the state of compression of the sealing joint 1, because otherwise the protrusion 17b would rub against the contact surface 14a and prevent the outer toroid 25 from being properly compressed. surface 14a.

Недостаток узла 30 может состоять в наличии, осевой блокировки вращающегося вала 16 относительно корпуса 3 принимающей машины, что может иметь место в двух случаях: если крышка 15 прикреплена непосредственно к корпусу 3; если крышка 15 прикреплена к опоре 14, и опора 14 жестко прикреплена к корпусу 3. Во время использования при высоких или низких температурах существует возможность наблюдения относительного расширения корпуса 3 и вращающегося вала 16. Наличие блокировки препятствует этому явлению, которое может быть неблагоприятным.The disadvantage of the node 30 may be the presence, axial blocking of the rotating shaft 16 relative to the body 3 of the receiving machine, which can occur in two cases: if the cover 15 is attached directly to the body 3; if the cover 15 is attached to the support 14 and the support 14 is rigidly attached to the body 3. During use at high or low temperatures, it is possible to observe the relative expansion of the body 3 and the rotating shaft 16. The presence of a blockage prevents this phenomenon, which can be unfavorable.

Кроме того, общепринятой практикой является определение осевого положения вращающегося вала 16 с помощью других механических элементов. Например, в шаровом клапане шарик, жестко связанный с валом, саморегулируется с помощью внутренних механических элементов. Осевое положение вала является результатом, применительно к которому необходима адаптация.In addition, it is common practice to determine the axial position of the rotating shaft 16 using other mechanical elements. For example, in a ball valve, a ball rigidly connected to a shaft is self-adjusting by means of internal mechanical elements. The axial position of the shaft is a result for which adaptation is necessary.

Таким образом, техническое решение включает в себя связь опоры 14 с деталью типа осевого сильфона, которая сама соединена с корпусом 3. Таким образом, в другом варианте выполнения, как видно на фиг. 6 и 7, опора 14 состоит из трех деталей, жестко соединенных друг с другом, совместно изготовленных посредством механической обработки или сваренных друг с другом. Таким образом, опора 14 содержит внутреннюю опору 11, имеющую контактную поверхность 14a, на которую опирается металлическое уплотнительное соединение 1 на уровне наружного тороида 25, сильфон 12 и наружный фланец 13.Thus, the technical solution involves associating the support 14 with an axial bellows type piece which is itself connected to the housing 3. Thus, in another embodiment, as seen in FIG. 6 and 7, the support 14 consists of three pieces rigidly connected to each other, co-machined or welded together. Thus, the support 14 comprises an internal support 11 having a contact surface 14a on which a metal sealing joint 1 rests at the level of the outer toroid 25, a bellows 12 and an outer flange 13.

Наружный фланец 13 прикреплен к неподвижному корпусу 3 болтами 60. В канавку 61 вставлено уплотнительное соединение для обеспечения уплотнения. Резьбовые шпильки 19 на этот раз привернуты непосредственно к внутренней опоре 11, а не к корпусу 3, как описано выше. Сильфон 12 придает узлу 30 степень свободы в осевом направлении во избежание блокировки возможных относительных расширений, причем сильфон 12 соединяет внутреннюю опору 11 и наружный фланец 13. Сильфон 12 может быть изготовлен посредством гидравлической вытяжки, сварки сегментов или даже механической обработки из сплошной заготовки совместно с опорой 14.The outer flange 13 is attached to the fixed body 3 with bolts 60. A sealing joint is inserted into the groove 61 to ensure a seal. The threaded studs 19 are now screwed directly to the inner support 11 and not to the housing 3 as described above. The bellows 12 gives the assembly 30 a degree of freedom in the axial direction to avoid blocking possible relative expansions, the bellows 12 connecting the inner support 11 and the outer flange 13. The bellows 12 can be made by hydraulic drawing, segment welding or even machining from a solid billet together with the support fourteen.

Кроме того, на фиг. 9A и 9B показана контактная поверхность 14a опоры 14, которая имеет охватывающую коническую форму для использования в условиях действия высокого внутреннего давления. Наружный тороид 25 периодически находится в контакте с контактной поверхностью 14a, имеющей коническую форму, и выступы 65 и 66 также способствуют сопротивлению давлению. Образованный уклон сам по себе ограничивает радиальные перемещения, и выступы 65, 66 при необходимости могут действовать в качестве конечного упора.In addition, in FIG. 9A and 9B show the contact surface 14a of the support 14 which has a female conical shape for use in high internal pressure environments. The outer toroid 25 is intermittently in contact with the conical contact surface 14a, and the protrusions 65 and 66 also contribute to pressure resistance. The formed slope itself limits the radial movements, and the projections 65, 66 can act as an end stop if necessary.

Кроме того, на фиг. 10 показана проставка 17, разделенная на три детали. Таким образом, проставка 17 содержит первую деталь, именуемую внутренней проставкой 29, которая опирается на внутренний тороид 24 и имеет гладкий внутренний диаметр, предназначенный для скольжения по вращающемуся валу 16. Внутренняя проставка 29 имеет резьбовой наружный диаметр. Его величина находится в диапазоне между величиной наружного диаметра внутреннего тороида 24 и величиной внутреннего диаметра наружного тороида 25. Кроме того, проставка содержит вторую деталь, именуемую наружной проставкой 31, которая опирается на наружный тороид 25, имеет резьбовой внутренний диаметр и предназначена для навертывания на внутреннюю проставку 29. Это резьбовое соединение позволяет регулировать во время установки положение двух проставок, внутренней 29 и наружной 31, что может быть полезным для компенсации разброса, относящегося к отклонениям размеров различных компонентов. Кроме того, после выполнения регулирования на проставку устанавливают стопорную гайку 32, которая позволяет поддерживать отрегулированное состояние.In addition, in FIG. 10 shows the spacer 17 divided into three parts. Thus, spacer 17 comprises a first piece, referred to as inner spacer 29, which rests on inner toroid 24 and has a smooth inner diameter to slide on rotating shaft 16. Inner spacer 29 has a threaded outer diameter. Its value is in the range between the outer diameter of the inner toroid 24 and the inner diameter of the outer toroid 25. In addition, the spacer contains a second part, called the outer spacer 31, which rests on the outer toroid 25, has a threaded inner diameter and is designed to be screwed onto the inner spacer 29. This threaded connection allows the position of the two spacers, inner 29 and outer 31, to be adjusted during installation, which can be useful in compensating for variation related to dimensional deviations of various components. In addition, after the adjustment, a lock nut 32 is installed on the spacer, which allows you to maintain the adjusted state.

В общем, оптимизация позволяет предварительно регулировать перед установкой смятие наружного тороида 25. Другая идея показана на фиг. 11, где предусмотрена замена системы, содержащей радиальные штифты 20. Крышка 15 имеет на своем внутреннем диаметре, на уровне центрировки вращающегося вала 16, внутреннюю резьбу 34, при этом вращающийся вал имеет на уровне внутренней резьбы 34 участок, имеющий уменьшенный диаметр 35 для создания блокирующего заплечика 27 на вращающемся валу 16.In general, the optimization allows the collapse of the outer toroid 25 to be pre-adjusted prior to installation. Another idea is shown in FIG. 11, where replacement of the system containing radial pins 20 is envisaged. The cover 15 has on its inner diameter, at the level of centering of the rotating shaft 16, an internal thread 34, while the rotating shaft has, at the level of the internal thread 34, a section having a reduced diameter 35 to create a blocking shoulder 27 on the rotating shaft 16.

Кроме того, узел 30 содержит стопорную гайку 28, которая может быть установлена между вращающимся валом 16 и крышкой 15 на уровне внутренней резьбы 34 и участка, имеющего уменьшенный диаметр 35, и опираться на блокирующий заплечик 27 для осевой блокировки перемещения вращающегося вала 16. Стопорная гайка (не показана) может обеспечивать блокировку узла во избежание какого-либо отвинчивания/излишнего завинчивания во время вращения вращающегося вала 16.In addition, the assembly 30 includes a lock nut 28, which can be installed between the rotating shaft 16 and the cover 15 at the level of the internal thread 34 and the section having a reduced diameter 35, and rely on a blocking shoulder 27 to axially block the movement of the rotating shaft 16. Lock nut (not shown) may provide blocking of the assembly to avoid any loosening/over-screwing during rotation of the rotating shaft 16.

Кроме того, в случае, когда не возникает проблема относительного расширения, и предусматривается адаптация к осевому положению вала 16, «подвергаемого воздействию» из-за регулирования других компонентов, также существует возможность разделения крышки на две части.In addition, in the case where there is no problem of relative expansion, and the adaptation to the axial position of the shaft 16 "affected" by the regulation of other components is provided, it is also possible to divide the cover into two parts.

На фиг. 12 показан другой вариант осуществления, в котором крышка 15 разделена на две части. Она содержит наружную крышку 43, прикрепленную к корпусу 3, причем наружная крышка 43 имеет отверстия для прохождения гаек и болтов 49 для ее крепления к корпусу 3. Наружная крышка 43 связана с внутренней крышкой 41 с помощью резьбового соединения 42. Внутренняя крышка 41 имеет нерегулируемую связь с вращающимся валом 16, например, помимо прочего, узел опор, систему штифтов. В рассматриваемом случае это система штифтов 48. Резьбовое соединение 42 между внутренней крышкой 41 и наружной крышкой 43 позволяет регулировать высоту крышки 15 и устанавливать в заданное положение штифты 48 с учетом высоты для адаптации к осевому положению вращающегося вала 16. После выполнения регулирования стопорная гайка 47 позволяет зафиксировать отрегулированное положение.In FIG. 12 shows another embodiment in which the cover 15 is divided into two parts. It contains an outer cover 43 attached to the body 3, and the outer cover 43 has holes for the passage of nuts and bolts 49 for its fastening to the body 3. The outer cover 43 is connected to the inner cover 41 by means of a threaded connection 42. The inner cover 41 has a non-adjustable connection with a rotating shaft 16, for example, but not limited to, a support assembly, a pin system. In this case, this is a system of pins 48. The threaded connection 42 between the inner cover 41 and the outer cover 43 allows you to adjust the height of the cover 15 and set the pins 48 to a predetermined position, taking into account the height to adapt to the axial position of the rotating shaft 16. After adjustment, the lock nut 47 allows fix the adjusted position.

Кроме того, следует отметить, что в таком узле 30 согласно изобретению между внутренним 24 и наружным 25 тороидами может создаваться момент кручения. Во время регулирования также предусматривается ограничение трения между наружным тороидом 25 и контактной поверхностью 14a опоры 14. Например, это может быть достигнуто с помощью нанесения покрытия на уплотнительное соединение 1, например, посредством осаждения золота или серебра. Кроме того, это является преимуществом в отношении улучшения характеристик уплотнения при условии гибкости его поверхности.In addition, it should be noted that in such a node 30 according to the invention between the inner 24 and outer 25 toroids can create a torque. During adjustment, friction is also limited between the outer toroid 25 and the contact surface 14a of the support 14. For example, this can be achieved by coating the sealing joint 1, for example by depositing gold or silver. In addition, this is an advantage in terms of improving the performance of the seal, given the flexibility of its surface.

Кроме того, в определенных вариантах осуществления изобретения металлическое уплотнительное соединение 1 может содержать две оболочки или покрытия, окружающие друг друга. Первый виток или первая оболочка 26, контактирующая с пружинами, состоит, например, из материала, имеющего высокую механическую прочность, в частности, из сплава типа Inconel®, для придания механической сцепляемости соединению 1, и второй виток выполнен из более пластичного материала, в частности, из серебра, предназначенного для пластической деформации при контакте с уплотнительными поверхностями с целью уменьшения интенсивности утечки.In addition, in certain embodiments of the invention, the metal sealing connection 1 may contain two shells or coatings surrounding each other. The first coil or first sheath 26 in contact with the springs consists, for example, of a material having high mechanical strength, in particular an alloy of the Inconel® type, to impart mechanical cohesion to the joint 1, and the second coil is made of a more ductile material, in particular , made of silver, designed to plastically deform in contact with sealing surfaces in order to reduce the rate of leakage.

Разумеется, изобретение не ограничивается описанными вариантами осуществления. Специалист в данной области может выполнить различные модификации изобретения.Of course, the invention is not limited to the described embodiments. A person skilled in the art can make various modifications of the invention.

В частности, опора 14 может быть вращающейся деталью, жестко соединенной с вращающимся валом 16 на уровне буртика 7, как показано на фиг. 13.In particular, the bearing 14 may be a rotating part rigidly connected to the rotating shaft 16 at the shoulder 7, as shown in FIG. 13.

На фиг. 13 опора 14 вращается с вращающимся валом 16 с помощью ведущего штифта 62, установленного в гнездах 70 и 71 соответственно опоры 14 и буртика 7.In FIG. 13, the support 14 rotates with the rotating shaft 16 by means of a drive pin 62 installed in sockets 70 and 71, respectively, of the support 14 and shoulder 7.

Кроме того, узел содержит вспомогательное уплотнительное соединение 67, в частности, статическое уплотнительное соединение, например, уплотнительное кольцо, между опорой 14 и буртиком 7. Это уплотнительное соединение 67, в частности, может соответствовать частному варианту выполнения уплотнительного соединения, описанного в вышеупомянутом документе FR 2 151 186 A1.In addition, the assembly contains an auxiliary sealing connection 67, in particular, a static sealing connection, for example, an o-ring, between the support 14 and the shoulder 7. This sealing connection 67, in particular, may correspond to a particular embodiment of the sealing connection described in the aforementioned document FR 2 151 186 A1.

Кроме того, в контакте с опорой 14 и вращающимся валом 16 установлен вспомогательный блокирующий элемент 63, именуемый «стопорным кольцом», так что опора 14 расположена между блокирующим элементом 63 и уплотнительным соединением 67.In addition, an auxiliary blocking element 63, referred to as a "retaining ring", is installed in contact with the support 14 and the rotating shaft 16, so that the support 14 is located between the blocking element 63 and the sealing joint 67.

В этом примере внутренний тороид 24 действует в качестве динамического тороида. Последний находится в контакте с поверхностью 14a опоры 14.In this example, the inner toroid 24 acts as a dynamic toroid. The latter is in contact with the surface 14a of the support 14.

Кроме того, в этом примере проставка 17 действует в качестве крышки 15, так что проставка 17 и крышка 15 соответствуют одному и тому же элементу конструкции.In addition, in this example spacer 17 acts as cover 15 so that spacer 17 and cover 15 correspond to the same structural element.

Кроме того, проставка 17 и корпус 3 соответственно имеют отверстия 58a и 58b, в частности, резьбовые отверстия, для прохождения средства крепления друг с другом проставки 17 и корпуса 3 такого, как резьбовая шпилька 50. Таким образом, корпус 3 и проставка 17 соединены друг с другом и не вращаются.In addition, the spacer 17 and the body 3 respectively have holes 58a and 58b, in particular threaded holes, for passing a means of attaching the spacer 17 and the body 3, such as a threaded stud 50, to each other. Thus, the body 3 and the spacer 17 are connected to each other. with a friend and do not rotate.

На резьбовой шпильке 50, а также между проставкой 17 и гайкой 18, выше которой расположена стопорная гайка 45 для фиксации узла, установлены шайбы 46 и 59. Более конкретно, предпочтительно металлическая шайба 59 скольжения может быть установлена между гайкой 18 и проставкой 17, в то время как обычная металлическая шайба 46 может быть установлена на резьбовую шпильку 50.On the threaded stud 50, and between the spacer 17 and the nut 18, above which is the lock nut 45 for fixing the assembly, washers 46 and 59 are installed. while a regular metal washer 46 can be mounted on a threaded stud 50.

Claims

1. A metal seal assembly (30) for sealing the rotating shaft (16) and the stationary body (3) of the receiving machine, characterized in that it contains:

- flexible metal sealing joint (1) with two concentric toroids having different average diameters, containing:

- a first metal coil spring with touching coils, closed on itself and essentially having the shape of a toroid at rest, referred to as an internal toroid (24),

- a second metal coil spring with touching coils, closed on itself and essentially having the shape of a toroid at rest, referred to as the outer toroid (25), and the outer toroid (25) has an average diameter greater than the average diameter of the inner toroid (24), when In this case, one of the inner (24) and outer (25) toroids is located between the rotating part and the non-rotating part and is thus referred to as a "dynamic toroid", and the other of the inner (24) and outer (25) toroids is located between the two parts, which do not rotate relative to each other and are thus referred to as a "static toroid",

- a metal shell (26) in which an inner toroid (24) and an outer toroid (25) are inserted and held, essentially having the shape of a hollow toroid at rest, having an inner socket (27a) and an outer socket (27b), respectively, for inserts of the inner toroid (24) and the outer toroid (25), wherein the surface (S) of the shell (26) has an annular hole (28) located between the inner (27a) and outer (27b) sockets, and the above shell (26) has:

- an inner closing section (26a) delimiting the inner socket (27a) and providing partial closure of the inner toroid (24),

- an outer closing section (26b) delimiting the outer socket (27b) and providing partial closure of the outer toroid (25),

- an intermediate section (26c), referred to as an intertoroidal zone (26c), connecting the inner closing section (26a) and the outer closing section (26b) and formed in such a way that it faces the annular hole (28),

- a shaft (16) rotating around the axis (X) of rotation and having an annular shoulder (7) against which a metal sealing joint (1) abuts at the level of a static toroid, with a metal sealing joint (1) located around the rotating shaft (16) and centered by its inner diameter,

- a part, called support (14), having a substantially flat contact surface (14a), against which a metal sealing joint (1) abuts at the level of the dynamic toroid,

- a spacer (17) positioned around the rotating shaft (16) so that the metal sealing joint (1) is blocked between the spacer (17) and the contact surface (14a) of the support (14), with the spacer (17) mounted on the rotating shaft (16 ) with the possibility of sliding along the axis (X) of rotation of the rotating shaft (16),

- a metal part forming a cover (15) covering the assembly containing a metal sealing joint (1) and at least the contact surface (14a) of the support (14), wherein a rotating shaft (16) passes through the cover (15) and is attached to the body (3) and/or to the support (14) on the outer side of the contact surface (14a), while the rotating shaft (16) is made with the possibility of free rotation relative to the cover (15) and is rigidly connected to the cover (15) in the axial direction .

2. Assembly according to claim 1, characterized in that the support (14) is a non-rotating part intended for attachment to a fixed body (3).

3. Assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the contact surface (14a) of the support (14) is rough, this roughness being achieved in particular by polishing.

4. Node according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the spacer (17) is locked during rotation on the rotating shaft (16) using a pin (2) and/or a key.

5. Node according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that it contains a nut (18) for clamping the spacer (17), located so that the spacer (17) is located between the clamping nut (18) and the metal sealing joint (1), and the rotating shaft (16) contains a threaded section (16d), on which a clamping nut (18) is screwed.

6. Node according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the cover (15) has a plurality of first smooth holes (51) extending along the axis (X) of rotation, passing in the axial direction through the cover (15) and configured to be located opposite the second threaded holes (52) formed in the axial direction in the support (14), and/or third threaded holes (53) formed in the axial direction in the fixed body (3), or configured to be located opposite the second smooth holes (52) formed in the axial direction in support (14), and third threaded holes (53) formed in the axial direction in the fixed body (3), while the assembly (30) contains a plurality of threaded studs (19), each threaded stud (19) can be inserted into the first smooth hole (51), as well as in the second smooth or threaded hole (52) and/or the third threaded hole (53), and the cover (15) is fixed on the body (3) and/or on the support (14) by screwing nuts ( 6) on threaded pins lugs (19) at the top of the lid (15).

7. Node according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that the cover (15) contains, in particular in the upper part, a plurality of radial holes (8) having the same diameter and continuing essentially perpendicular to the axis (X) of rotation, extending to the inner diameter of the cover (15 ) and passing through it radially, with pins (20) inserted into the radial holes (8) having the same diameter as the radial holes (8), while the rotating shaft (16) has a groove (16e) into which the pins penetrate (20) to block the axial movement of the rotating shaft (16), with the blocking element (21) optionally located around the cover (15) to prevent the pins (20) from sliding outward.

8. Node according to any one of paragraphs. 1-7, characterized in that the cover (15) has on its inner diameter, at the level of alignment of the rotating shaft (16), an internal thread (34), while the rotating shaft (16) has a section at the level of the internal thread (34), having a reduced diameter (35) to create a blocking shoulder (27) on the rotating shaft (16), and the assembly (30) contains a lock nut (28) that can be installed between the rotating shaft (16) and the cover (15) at the level of the inner thread (34) and a section having a reduced diameter (35), and rely on a blocking shoulder (27) to axially block the movement of the rotating shaft (16).

9. Node according to any one of paragraphs. 1-8, characterized in that the spacer (17) is made of at least two parts and contains the first part, called the inner spacer (29), which rests on the inner toroid (24) and has a smooth inner diameter, made with the possibility of sliding along rotating shaft (16), and a threaded outer diameter, and a second piece, referred to as the outer spacer (31), which rests on the outer toroid (25) and has a threaded inner diameter, made with the possibility of twisting on the inner spacer (29).

10. Node according to any one of paragraphs. 1-9, characterized in that the surface (17a) of the spacer (17) in contact with the outer closing portion (26b) has a roughness that is greater than the roughness of the contact surface (14a) of the support (14).

11. Node according to any one of paragraphs. 1-10, characterized in that the spacer (17) has a protrusion (17b) on the outer diameter, allowing you to close the outer toroid (25) on its outer diameter.

12. Node according to any one of paragraphs. 1-11, characterized in that the contact surface (14a) of the support (14) has a female conical shape.

13. Node according to any one of paragraphs. 1-12, characterized in that the metal sealing joint (1) contains on its surface a coating of additional material obtained by deposition, in particular gold and/or silver.

14. Node according to any one of paragraphs. 1-13, characterized in that the metal shell (26) is the first metal shell (26), consisting of a material having high mechanical strength, in particular of an alloy of the Inconel® type, while the metal sealing joint (1) contains a second metal shell wrapping the first metal shell and consisting of a more plastic material than the material of the first metal shell (26), for example, silver, designed for plastic deformation during the collapse of the metal sealing joint (1).

15. Node according to any one of paragraphs. 1-14, characterized in that the support (14) consists of at least three parts rigidly connected to each other, and contains an internal block (11) having a contact surface (14a) against which a metal sealing joint (1) abuts at the level of the outer toroid (25), the bellows (12) and the outer flange (13), moreover, the bellows (12) imparts a degree of axial freedom to the node (30) in order to avoid blocking possible relative expansions, moreover, the bellows (12) connects the inner support (11) and an outer flange (13), wherein the outer flange (13) is attached to the fixed body (3).

16. Node according to any one of paragraphs. 1-15, characterized in that the cover (15) consists of at least two parts and contains an outer cover (43) attached to the fixed body (3) and an inner cover (41) rigidly connected to the outer cover (43) by means of a threaded connection (42).

17. Metal sealing unit (30) for sealing the rotating shaft (16) and the fixed body (3) of the receiving machine, characterized in that it contains:

- a shaft (16) rotating about an axis (X) of rotation and having an annular shoulder (7), on which rests a part, called a support (14), having a substantially flat contact surface (14a), against which a metal sealing joint (1 ) at the level of the dynamic toroid, with the metal sealing joint (1) located around the rotating shaft (16) and centered by its inner diameter,

- a spacer (17) located around the rotating shaft (16), so that the metal sealing joint (1) is blocked between the spacer (17) and the contact surface (14a) of the support (14), while the spacer (17) closes the assembly containing the metal sealing joint (1) and at least the contact surface (14a) of the support (14), moreover, a rotating shaft (16) passes through the spacer (17) and is attached to the housing (3), while the support (14) is a rotating part rigidly connected to the rotating shaft (16) at the level of the shoulder (7), while the rotating shaft (16) is made with the possibility of free rotation relative to the spacer (17).