RU29971U1

RU29971U1 - Shaft seal

Info

Publication number: RU29971U1
Application number: RU2002135114/20U
Authority: RU
Inventors: В.А. Морозов; А.К. Кулдышев; Н.В. Скворцов; А.Г. Баранов; С.Ю. Гераськин; Е.А. Игнатьев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Анод"
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2003-06-10

Description

Торцовое уплотнение валаShaft seal

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к устройствам охлаждения торцовых уплотнений вала.The utility model relates to mechanical engineering, namely to cooling devices for mechanical shaft seals.

Охлаждаемые торцовые уплотнения состоят из уплотнительного узла с ограниченной температурой эксплуатации, в основном, до 180°С и системы, обеспечивающей понижение температуры в зоне уплотнения до приемлемой температуры.Cooled mechanical seals consist of a sealing unit with a limited operating temperature, mainly up to 180 ° C and a system that ensures the temperature in the sealing zone is reduced to an acceptable temperature.

Известно торцовое уплотнение вала, содержащее расположенное в корпусе уплотнительное кольцо, установленную на валу цилиндрическую втулку и систему охлаждения с перекачивающим устройством, в качестве которого использована цилиндрическая втулка, между корпусом и втулкой выполнены спиральный диффузор и тангенциальный отводной канал, сообщенный с диффузором и системой охлаждения (Авторское свидетельство СССР № 734425, кл. F04D 29 / 06, 1977).A mechanical shaft seal is known that contains a sealing ring located in the housing, a cylindrical sleeve mounted on the shaft and a cooling system with a pumping device, which is used as a cylindrical sleeve, a spiral diffuser and a tangential outlet channel in communication with the diffuser and the cooling system are made between the body and the sleeve ( USSR author's certificate No. 734425, class F04D 29/06, 1977).

Известны торцовые уплотнения с независимыми (основным и предварительным) контурами охлаждения, в вертикально или горизонтально расположенных теплообменниках которых установлены змеевеки (Э.Майер, Торцовые уплотнения, Мащиностроение, М., 1978, с.226 - 228).Mechanical seals with independent (main and preliminary) cooling circuits are known, in which vertically or horizontally located heat exchangers are installed snakes (E. Mayer, Mechanical seals, Machine Building, M., 1978, p. 226 - 228).

Недостатком вьппеуказанных устройств является низкая степень охлаждения торцового уплотнения из-за слабо организованного потока охлаждающей жидкости.The disadvantage of these devices is the low degree of cooling of the mechanical seal due to poorly organized flow of coolant.

ИЯИШГYaishg

:,:. :: -гГ ;v- :-;-;- ;lViy : :..,;V i l i l:taiiii i:,:. :: -yY; v-: -; -; -; lViy:: ..,; V i l i l: taiiii i

ЯвШШИИЯШ МПК: F04D 29 / 10YaShShIYASH IPC: F04D 29/10

Jif ViS: УКJif ViS: UK

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является торцовое уплотнение для нефтяных насосов с системой охлаждения с замкнутым контуром, содержащем уплотнительный узел и систему охлаждения с встроенным холодильником, включающий коаксиально расположенные относительно вала две втулки с загерметизированным межвтулочным торцом, образующие корпус холодильника, и внутреннюю цилиндрическую перегородку, на внутренней поверхности корпуса холодильника со стороны вала выполнены винтовые канавки, увеличивающие теплообмен (А. И. Голубев, справочник. Уплотнения и уплотнительная техника, Мащииостроение, М., 1986, с. 444, рис. 13.18, см приложение).The closest technical solution to the proposed one is a mechanical seal for oil pumps with a closed-circuit cooling system containing a sealing assembly and a cooling system with an integrated refrigerator, including two bushes with a sealed inter-sleeve end, forming a refrigerator case, and an internal cylindrical partition, screw grooves are made on the inner surface of the refrigerator case on the shaft side, which increase heat transfer (A. I. G lubev, reference. Seals and sealing technology, Maschiiostroenie, M., 1986, p. 444, Fig. 13.18, see annex).

Недостатком данной системы охлаждения является низкая эффективность охлаждения торцового уплотнения, и как следствие низкая надежность торцового уплотненияThe disadvantage of this cooling system is the low cooling efficiency of the mechanical seal, and as a result, the low reliability of the mechanical seal

Технический результат от использования полезной модели заключается в интенсификации охлаждения торцового уплотнения вала, повышение надежности работы торцового зшлотнения.The technical result from the use of the utility model is to intensify the cooling of the mechanical seal of the shaft, increasing the reliability of the mechanical seal.

Указанный технический результат достигается тем, что в торцовом уплотнение вала, содержащем уплотнительный узел и установленный на валу и включенный в замкнутый контур циркуляции охлаждающей жидкости встроенный холодильник (теплообменник), корпус которого вьщолнен из коаксиально расположенных относительно вала двух втулок сThe specified technical result is achieved by the fact that in the mechanical seal of the shaft containing the sealing assembly and mounted on the shaft and included in the closed circuit of the coolant circulation, a built-in refrigerator (heat exchanger), the housing of which is made of two bushings coaxially located relative to the shaft with

загерметизированным межвтулочным торцом, внутри корпуса холодильника расположена цилиндрическая перегородка, на внутренней поверхности корпуса холодильника и на внешней поверхности цилиндрической перегородки со стороны вала вьшолнены винтовые канавки.a sealed intershell end, a cylindrical partition is located inside the refrigerator case, screw grooves are made on the inner surface of the refrigerator case and on the outer surface of the cylindrical partition from the shaft side.

Винтовые канавки на корпусе холодильника и на цилиндрической перегородке расположены навстречу друг другу.The helical grooves on the refrigerator body and on the cylindrical partition are located towards each other.

В варианте выполнения уплотнения в корпусе холодильника со стороны загерметизированного торца размещено, по меньшей мере, одно кольцо.In an embodiment of the seal, at least one ring is placed in the refrigerator case from the side of the sealed end.

Целесообразно выполнение поверхности кольца неровной, например, с выступами.It is advisable to make the surface of the ring uneven, for example, with protrusions.

На фиг. 1 показан общий вид торцового уплотнения с встроенным холодильником (продольный разрез); на фиг. 2 - вариант вьшолнения холодильника с кольцами; на фиг. 3 - обцщй вид кольца; на фиг. 4 поперечное сечение кольца.In FIG. 1 shows a general view of a mechanical seal with an integrated refrigerator (longitudinal section); in FIG. 2 - embodiment of a refrigerator with rings; in FIG. 3 - general view of the ring; in FIG. 4 cross section of the ring.

Через корпус 1 проходит вал 2, на котором размещены уплотняющий узел 3 торцового уплотнения и встроенный холодильник 4, включенный в замкнутый контур циркуляции охлаждающей жидкости с помощью отводящего и подводящего каналов 5. Корпус холодильника 4, выполненный в виде коаксиально расположенных относительно вала двух втулок 6 (по типу втулка во втулке) с загерметизированным межвтулочным торцом 7, с минимальным зазором расположен на валу 2. Внутри корпуса холодильника установлена цилиндрическая перегородка 8 . На внутренней поверхностиA shaft 2 passes through the housing 1, on which the sealing assembly 3 of the mechanical seal and the built-in refrigerator 4 are located, which is included in the closed circuit of the coolant circulation using the outlet and inlet channels 5. The refrigerator case 4, made in the form of two bushes 6 coaxially located relative to the shaft ( as a sleeve in a sleeve) with a sealed intershell end 7, with a minimum clearance, is located on the shaft 2. A cylindrical partition 8 is installed inside the refrigerator case. On the inner surface

корпуса холодильника и на внешней поверхности перегородки (со стороны вала) выполнены винтовые канавки 9 и 10, направленные навстречу друг другу (фиг. 1).the refrigerator case and on the outer surface of the partition (from the shaft side) there are made helical grooves 9 and 10, directed towards each other (Fig. 1).

Со стороны загерметизированного торца 7 в корпусе холодильника размещены кольца 11, образующие не участвующие в циркуляции охлаждающей среды застойные зоны (фиг. 2). Поверхность дисков 11 покрыта выступами 12 (фиг. 3 -4).On the side of the sealed end 7, rings 11 are placed in the refrigerator case, which form stagnant zones that are not involved in the circulation of the cooling medium (Fig. 2). The surface of the disks 11 is covered with protrusions 12 (Figs. 3-4).

Торцовое уплотнение работает следующим образом. Под действием перепада давлений, создаваемое внепшим источником, жидкость поступает в холодильник 4, проходит поступательно вдоль вала, одновременно закручиваясь по винтовым канавкам 9, касаясь каждой точки охлаждаемой поверхности. Когда поток жидкости доходит до торца 7 корпуса холодильника, он, не меняя направления в торцовой полости, снова, но уже по винтовым канавкам 10 на цилиндрической перегородке 8 возвращается в контур циркуляции через один из каналов 5. Выполнение направлений винтовых канавок навстречу друг другу позволяет исключить торможение потока при развороте его движения в обратном направлении (на выход), интенсифицируя охлаждение внешней поверхности обечайки и рабочих поверхностей агрегата, обеспечивая нормальный температурный режим работы торцового уплотнения.Mechanical seal operates as follows. Under the influence of the pressure drop created by the external source, the liquid enters the refrigerator 4, passes along the shaft, simultaneously twisting along the helical grooves 9, touching each point of the cooled surface. When the fluid flow reaches the end 7 of the refrigerator body, it, without changing the direction in the end cavity, again, but already along the helical grooves 10 on the cylindrical partition 8 returns to the circulation circuit through one of the channels 5. The direction of the helical grooves towards each other eliminates deceleration of the flow when it turns in the opposite direction (to the exit), intensifying the cooling of the outer surface of the shell and the working surfaces of the unit, ensuring normal temperature operation of the end face about sealing.

Учитывая, что холодильник встречается с самой горячей средой перекачиваемой жидкости своей торцовой частью, кольца 11 создаютGiven that the refrigerator meets the hottest fluid pumped by its end part, the rings 11 create

тепловой барьер, отделяя часть воды от завшфенного потока, превращая ее в нециркулируюп1ую.thermal barrier, separating part of the water from the zashfashnogo flow, turning it into non-circulating.

Неровная поверхность дисков не позволяет им слипаться, усиливая мощность защитного теплового барьера.The uneven surface of the discs does not allow them to stick together, increasing the power of the protective thermal barrier.

Полезная модель позволяет усилить эффект охлаждения контактирующих с агрегатом поверхностей торцового уплотнения, улучпшть условия его работы и повысить надежность, что особенно важно при работе торцовых уплотнений в насосах, перекачивающих высокотемпературные среды. Опытные испытания, проведенные заявителем, доказали эффективность предлагаемого рещения.The utility model allows to enhance the cooling effect of the surfaces of the mechanical seal in contact with the unit, improve its working conditions and increase reliability, which is especially important when mechanical seal is used in pumps pumping high-temperature media. The pilot tests conducted by the applicant have proven the effectiveness of the proposed solution.

Перечисленные признаки отличают техническое решение от прототипа и обуславливают соответствие этого рещения требованиям полезной модели.These features distinguish the technical solution from the prototype and determine the compliance of this solution with the requirements of a utility model.

Claims

1. A mechanical shaft seal comprising an integrated refrigerator located in the housing and included in the closed coolant circuit, including a shell with a sealed end face and an inner cylindrical partition, screw grooves are made on the inner surface of the shell on the shaft side, characterized in that on the outer surface of the partition made helical grooves.

2. The seal according to claim 1, characterized in that the helical grooves on the shell and on the inner cylindrical partition are made towards each other.

3. The seal according to claims 1 and 2, characterized in that at least one ring is placed in the refrigerator case from the side of the sealed end.

4. The seal according to claim 3, characterized in that the surface of the ring is made uneven, for example, with protrusions.