SE456765B

SE456765B - TAETNINGSBOX

Info

Publication number: SE456765B
Application number: SE8306886A
Authority: SE
Inventors: I Suominen
Original assignee: Safematic Ltd Oy
Priority date: 1982-12-14
Filing date: 1983-12-13
Publication date: 1988-10-31
Also published as: DE3345116A1; SE8306886L; SE8306886D0; FI67437B; FI67437C; FI824292A0; FI824292L

Description

456 765 Vid tätningsställen, där ett för stort axelkast i förhållande till stommen och sålunda även i förhållande till tätningsboxen förekommer, har man därför varit tvungen att använda tätningar, vilka förmår upprätthålla sin tätande uppgift genom att fjädra tillräckligt på grund av kastet. En dylik fjädring har vanligtvis åstadkommits genom lämpligt val av material, t.ex. genom att välja ett mjukare tätningsmedel, eller med en fjädrande konstruktion, tlex. genom att anordna en gummikärna i tätningsbandet, vilken kärna kompenserar axelns radiella kast. Dylika tätningar uppvisar emellertid ej alla grafittätningens förmånliga egenskaper. Ofta kan därtill det höga trycket i mediet som skall tätas hindra bruket av ett tillräckligt mjukt och elastiskt tätningsmedel i en dynamisk tätning. 456 765 At sealing points, where an excessive shaft throw in relation to the body and thus also in relation to the sealing box occurs, it has therefore been necessary to use seals which are able to maintain their sealing function by springing sufficiently due to the throw. Such suspension has usually been achieved by suitable choice of material, e.g. by choosing a softer sealant, or with a resilient construction, tlex. by arranging a rubber core in the sealing strip, which core compensates for the radial throw of the shaft. However, such seals do not exhibit all the beneficial properties of the graphite seal. In addition, the high pressure in the medium to be sealed can often prevent the use of a sufficiently soft and elastic sealant in a dynamic seal.

Föreliggande uppfinning avser att åstadkomma en tätningsbox, vilken eliminerar nämnda nackdelar och möjliggör bruket av grafittätningar o.dyl. hårda tätningar även i ovannämnda svåra dynamiska tätningsställen. Detta uppnås med en tätningsbox enligt uppfinningen, vilken kännetecknas av - att packningshuset bildar en från stommen separat del, vilken har radiellt spelrum i förhållande till stommen, - att fästdonen förbinder packningshuset fjädrande med stommen, och - att en andra ringformad, radiellt fjädrande tätning är anordnad i nämnda spelrum att anligga mot packningshuset och stommen.The present invention aims to provide a sealing box which eliminates said disadvantages and enables the use of graphite seals and the like. hard seals even in the above-mentioned difficult dynamic sealing sites. This is achieved with a sealing box according to the invention, which is characterized by - that the gasket housing forms a part separate from the body, which has radial clearance relative to the body, - that the fasteners connect the gasket housing resiliently to the body, and - that a second annular, radially resilient seal is arranged in said clearance to abut against the packing housing and the body.

Uppfinningen är baserad på tanken att tätningsboxen utförs såsom en egen separat enhet, vilken tar sin radiella styrning från axeln så, att tätningsboxen på sätt och vis flyter med axeln, men dock icke är roterande i förhållande till stommen.The invention is based on the idea that the sealing box is designed as a separate unit, which takes its radial control from the shaft so that the sealing box somehow flows with the shaft, but is not rotating relative to the body.

Tätningsboxen i sin tur tätar mot stommen medelst en radiellt fjädrande tätning, vilken fungerar statiskt och för vilken det sålunda kan hittas lämpliga material och konstruktioner från statiska tätningar även för svåra bruksförhållanden. 456 765 Tack vare tätningsboxens flytande konstruktion, behöver de mot axeln dynamiskt tätande tätningarna ej följa de radiella måttvariationerna mellan axeln och stommen, varför grafittätningar kan användas i tätningsboxen, även om det mellan axeln och stommen skulle uppträda stor excentrícitet och axeln skulle t.o.m. kasta kraftigt. Med hjälp av uppfinningen kan bruksområdet för grafit- och liknande hårda tätningar utvidgas till tätningsställen, där grafittätningar tidigare ej har kunnat användas.The sealing box in turn seals against the body by means of a radially resilient seal, which works statically and for which suitable materials and constructions from static seals can thus be found even for difficult operating conditions. 456 765 Due to the floating construction of the sealing box, the seals dynamically sealing against the shaft do not have to follow the radial dimensional variations between the shaft and the frame, so graphite seals can be used in the sealing box, even if there is great eccentricity between the shaft and the shaft. throw heavily. With the aid of the invention, the field of application for graphite and similar hard seals can be extended to sealing sites, where graphite seals have not previously been able to be used.

Det är fördelaktigt att tätningsboxen fästes axiellt fjädrande i stommen från en tryckhylsa och att tryckhylsan och packningshuset anordnats i förhållande till varandra så, att trycket hos mediet som skall tätas automatiskt reglerar tätningsboxens spänning. Sålunda öppnar t.ex. i ett rörsystem uppträdande tryckstötar ej tätningsringarna, utan strävar att spänna dessa.It is advantageous that the sealing box is fastened axially resiliently in the body of a pressure sleeve and that the pressure sleeve and the gasket housing are arranged relative to each other so that the pressure of the medium to be sealed automatically regulates the tension of the sealing box. Thus, e.g. pressure pressure occurring in a pipe system does not strike the sealing rings, but strives to tighten them.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan med hänvisning till närslutna ritningar, där FIG. 1 visar perspektiviskt i axialsnitt en fördelaktig utföringsform av en tätningsbox enligt uppfinningen för tätning av en roterande axel, FIG. 2 visar i axialsnitt en andra utföringsform av tätningsboxen försedd med en tätningsring, FIG. 3 visar i axialsnitt en tredje utföringsform av tätningsboxen försedd med en fettfyllning, och FIG. 4 visar i axialsnitt en fjärde utföringsform av tätningsboxen för heta tätningsförhållanden.The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which FIG. 1 shows in perspective in axial section an advantageous embodiment of a sealing box according to the invention for sealing a rotating shaft, FIG. 2 shows in axial section a second embodiment of the sealing box provided with a sealing ring, FIG. 3 shows in axial section a third embodiment of the sealing box provided with a grease filling, and FIG. 4 shows in axial section a fourth embodiment of the sealing box for hot sealing conditions.

Ritningens fig. l visar tätningsstället för en pumpaxel. Hän- visningssiffran l antyder pumpens bakvägg, vilken härefter 456 765 kallas stomme, och hänvisningssiffran 2 antyder en genom en i stommen belägen öppning 3 sig sträckande roterande axel. spalten mellan stommen och den axeln tätande tätningsboxen har såsom helhet betecknats med hänvisningssiffran 4.Fig. 1 of the drawing shows the sealing point for a pump shaft. Reference numeral 1 denotes the rear wall of the pump, hereinafter referred to as the body 456 765, and reference numeral 2 denotes a rotating shaft extending through an opening 3 located in the body. the gap between the body and the shaft sealing sealing box has as a whole been denoted by the reference numeral 4.

Till följd av axelns excentriska läge i stommens genomförings- öppning eller till följd av kastet som uppträder under axelns rotation, utför axeln en liten radiell rörelse i genomförings- öppningen. Denna radiella rörelse är betecknad med bokstaven S. Av olika skäl kan axeln även utföra en liten lutande rörelse i förhållande till sin axel och denna lutande rörelse betecknas med bokstaven K.Due to the eccentric position of the shaft in the feed-through opening of the frame or due to the throw that occurs during the rotation of the shaft, the shaft performs a small radial movement in the feed-through opening. This radial movement is denoted by the letter S. For various reasons, the shaft can also perform a small inclined movement in relation to its axis and this inclined movement is denoted by the letter K.

Tätningsboxen omfattar en tätningsholk eller ett hylsformat packningshus 5, vilket omger axeln och bildar ett inre utrymme för grafittätningsringar 6, vilka anligger mot axeln.The sealing box comprises a sealing sleeve or a sleeve-shaped gasket housing 5, which surrounds the shaft and forms an inner space for graphite sealing rings 6, which abut against the shaft.

Tätningsboxen omfattar därtill en tryckholk eller tryckhylsa 7, vilken sträcker sig in i packningshuset och anligger mot tätningsringarna. Mot tryckhylsans yttre ände anligger en av en separat del bildad fästfläns 8, vilken medelst med fjädrar 9 försedda spännskruvar 10 är förbunden med en i packnings- husets yttre ände belägen spännfläns ll. Tryckhylsans fästfläns har även förbundits med stommen medelst med fjädrar 12 försedda fästskruvar 13.The sealing box further comprises a pressure sleeve or pressure sleeve 7, which extends into the gasket housing and abuts against the sealing rings. Against the outer end of the pressure sleeve abuts a fastening flange 8 formed by a separate part, which clamping screws 10 provided with springs 9 are connected to a clamping flange 11 located in the outer end of the packing housing. The mounting flange of the pressure sleeve has also been connected to the body by means of mounting screws 13 provided with springs 12.

Packningshuset befinner sig med radiellt spelrum i stommens genomföringsöppning 3 och packningshusets yttre yta uppvisar ett periferiskt spår 14 för en tätningsring 15, vilken anligger mot ytan av öppningen i stommen. Tätningsringen kan utgöras av en 0-ring, en spårring eller någon annan radiellt fjädrande tätning.The gasket housing is located with radial clearance in the passage opening 3 of the body and the outer surface of the gasket housing has a peripheral groove 14 for a sealing ring 15, which abuts against the surface of the opening in the body. The sealing ring can consist of an O-ring, a groove ring or some other radially resilient seal.

Tätningsboxen bildar en från stommen separat del, som får sin radiella styrning från axeln medelst grafittätningsringarna så att tätningsboxen flyter på axeln och utför tillsammans med axeln en av dess kast förorsakad radiell rörelse i förhållande 456 765 till stommen. Tätningsboxen är däremot radiellt orörlig i förhållande till axeln och detta möjliggör bruket av grafit- tätningsringar såsom en dynamisk tätning trots axelns radiella rörelse i förhållande till stommen. Axelns och pack- ningshusets radiella rörelser i förhållande till stommen kompenseras medelst en 0-ring, vilken fungerar såsom en statisk tätning och kan fjädra radiellt.The sealing box forms a part separate from the body, which gets its radial control from the shaft by means of the graphite sealing rings so that the sealing box floats on the shaft and performs together with the shaft a radial movement caused by its throw in relation 456 765 to the body. The sealing box, on the other hand, is radially immobile in relation to the shaft and this enables the use of graphite sealing rings as a dynamic seal despite the radial movement of the shaft in relation to the body. The radial movements of the shaft and the gasket housing relative to the body are compensated by means of an O-ring, which acts as a static seal and can spring radially.

Tätningsboxen är alltså ej styvt utan fjädrande fäst i stommen och de fjäderförsedda fästskruvarna 12, 13 tillåter tätnings~ boxens nämnda rörelse, dvs. att flyta med axeln i förhållande till stommen. Vid monteringen av tätningsboxen spänns fästskruvarna 13 så, att fjädrarna 12 trycks ihop till ett bestämt mått.The sealing box is thus not rigid but resiliently fixed in the body and the spring-loaded fastening screws 12, 13 allow the said movement of the sealing box, i.e. to float with the shaft relative to the frame. When mounting the sealing box, the fastening screws 13 are tightened so that the springs 12 are compressed to a certain dimension.

Spänningen av grafittätningsringarna kan inställas medelst spännskruvarna 10 genom förmedling av fjädrarna 9. vid monteringen av tätningsboxen spänns spännskruvarna så, att fjädrarna åstadkommer en önskad förspänning av tätningsringar- na. Emedan fästflänsen och tryckhylsan anligger mot varandra medelst ett koniskt förband, tillåter de t.o.m. en något ojämn spänning utan fara för att tryckhylsan hänger upp sig. När tätningsringarna slits ned, trycker tryckhylsan automatiskt ihop ringarna för kompensering av slitaget. Tätningsboxens konstruktion är därtill sådan, att trycket i mediet som skall tätas strävar att spänna tätningsringarna genom att trycket trycker packningshuset mot tryckhylsan.The tension of the graphite sealing rings can be adjusted by means of the clamping screws 10 by means of the springs 9. When mounting the sealing box, the clamping screws are tightened so that the springs provide a desired prestressing of the sealing rings. Since the mounting flange and the pressure sleeve abut each other by means of a conical joint, they even allow a slightly uneven tension without danger of the pressure sleeve hanging up. When the sealing rings wear down, the pressure sleeve automatically compresses the rings to compensate for the wear. In addition, the construction of the sealing box is such that the pressure in the medium to be sealed tends to tighten the sealing rings by the pressure pressing the gasket housing against the pressure sleeve.

Den i fig. 2 visade utföringsformen av tätningsboxen avviker från den ovan anförda endast däri, att mellan tätnings- ringarna 6 anordnats en tätningsvätskering 16 och i packningshuset utförts nödvändiga anslutningar 17.The embodiment of the sealing box shown in Fig. 2 differs from the one stated above only in that a sealing liquid ring 16 is arranged between the sealing rings 6 and the necessary connections 17 are made in the packing housing.

Tätningsvätskan smörjer tätningsringarna och avkyler dem vid behov. Tätningsvätskans tryck är på känt sätt lämpligen högre än trycket i mediet som skall tätas.The sealing fluid lubricates the sealing rings and cools them if necessary. The pressure of the sealing liquid is in a known manner suitably higher than the pressure in the medium to be sealed.

Den i fig. 3 visade utföringsformen av tätningsboxen avviker 456 765 från den i fig. l visade endast däri, att vid :Eästflänsens 3 inre kant anordnats en radiell axeltätning 18, så att mellan tryckhylsan 7, axeltätningen 18, axeln 2 bildas ett fettrum 20. Tryckhylsan är försedd med en erforderlig smörjnippel 21. Smörjmedlet smörjer tätnings- ringarna och hindrar mediet som skall tätas att sippra ut från tätningsboxen. Denna utföringsform är särskilt lämpad för tätningsställen, där axeln utför en axiell rörelse i förhållande till stommen.The embodiment of the sealing box shown in Fig. 3 differs 456 765 from that shown in Fig. 1 only in that a radial shaft seal 18 is arranged at the inner edge of the east flange 3, so that a grease space 20 is formed between the pressure sleeve 7, the shaft seal 18, the shaft 2 The pressure sleeve is provided with a required lubrication nipple 21. The lubricant lubricates the sealing rings and prevents the medium to be sealed from leaking out of the sealing box. This embodiment is particularly suitable for sealing points, where the shaft performs an axial movement relative to the body.

Den i fig. 4 visade utföringsformen av tätningsboxen avviker från den i fig. l visade endast däri, att tätningen mellan packningshuset och stommen sker såsom en plantätning medelst en grafittätningsring 22, vilken anordnats i ett i en i stommen fäst stödhylsa 23 utfört ringspår 24. Tryckhylsans fästfläns ll är fäst i hylsan medelst gängor 25, på vilka flänsen kan inställas axiellt i förhållande till hylsan för att kompensera tätningsringarnas slitage. En dylik tätnings- box lämpar sig särskilt bra för heta tätningsförhållanden.The embodiment of the sealing box shown in Fig. 4 differs from that shown in Fig. 1 only in that the sealing between the packing housing and the body takes place as a plane seal by means of a graphite sealing ring 22, which is arranged in a ring groove 24 formed in a support sleeve 23 attached to the body. The mounting flange 11 of the pressure sleeve is fixed in the sleeve by means of threads 25, on which the flange can be adjusted axially relative to the sleeve to compensate for the wear of the sealing rings. Such a sealing box is particularly well suited for hot sealing conditions.

Tätningsboxen jämte spänn- och fästorgan monteras såsom ett paket i stommen.The sealing box together with clamping and fastening means are mounted as a package in the frame.

Ritningarna och den anslutna beskrivningen är endast avsedda att åskådliggöra uppfinningens tanke. Till sina detaljer kan tätningsboxen enligt uppfinningen variera inom ramen för patentkraven. Även om man ovan talat om en roterande axel, kan uppfinningen även tillämpas på en endast axiellt rörlig axel.The drawings and the accompanying description are only intended to illustrate the idea of the invention. In its details, the sealing box according to the invention can vary within the scope of the claims. Although a rotating shaft has been mentioned above, the invention can also be applied to an axially movable shaft only.

Det är även möjligt att den rörliga delen utgöres av stommen i stället för axeln. Tätningsboxen kan vara fäst i stommen i stället för från tryckhylsans fästfläns 8 från packningshu~ sets spännfläns, varvid man dock förlorar den fördelen, att trycket i mediet som skall tätas strävar att spänna tät- ningsringarna 6.It is also possible that the movable part consists of the frame instead of the shaft. The sealing box can be attached to the body instead of from the mounting flange 8 of the pressure sleeve from the clamping flange of the gasket housing, however, the advantage is lost that the pressure in the medium to be sealed tends to tighten the sealing rings 6.

Claims

'- 456 765 7 PATENT REQUIREMENTS

Sealing box for sealing a gap between a shaft (2) and a body surrounding the shaft (1), which sealing box (4) includes: - a sealing cavity (SL which is located with radial clearance relative to the body, - a first arranged in the sealing cavity annular seal (6), which abuts the sealing sleeve and the shaft (2), - a pressure sleeve (7), which clamps the seal in the sealing sleeve, - fasteners (13), which support the sealing sleeve resiliently (12) against the body (1) and - a second annular, radially resilient seal (ISL which is arranged in said clearance to abut against the sealing socket (5) and the body (1), characterized therefrom, - that the sealing socket (5) touches the body HJ only by means of said radially resilient seal (15), - that the sealing socket (5) abuts against the seal (6) by means of an end shoulder from an opposite direction relative to the pressure socket (7), and - that the fasteners (13) connect the pressure socket (7) resiliently to the body (1) .

Sealing box according to claim 1, wherein the pressure cavity (7) has a cylindrical end part which fits axially into the sealing housing. characterized in that the sealing sleeve (5) and its end shoulder, the end part of the pressure cylinder and the shaft (1) delimit between them a space for the first seal (6).

Sealing box according to claim 2, wherein one end of the sealing bolt (5) has a clamping flange (11) and that one end of the pressure cylinder has a mounting flange (8), characterized in that the flanges are connected to each other by axially resilient clamping means (9, l0). 456 765

Sealing box according to claim 3, characterized in that the mounting flange (8) of the pressure cylinder (7) is provided with axially resilient fastening means (12, 13) for connecting the flange to the body (1) so that the flange can move radially relative to the body.

Sealing box according to Claim 3 or 4, characterized in that the mounting flange (8) of the pressure sleeve (7) is formed by a separate part which abuts axially against the end surface of the pressure sleeve.

Sealing box according to one of the preceding claims, characterized in that a circumferential groove (14 or 24) for said second seal (15 and 22, respectively) is formed in the sealing cavity (5) or the frame (1).

Sealing box according to any one of the preceding claims, characterized in that said first seal (6) consists of one or more graphite sealing rings. l |