SU1057728A1

SU1057728A1 - End face seal

Info

Publication number: SU1057728A1
Application number: SU823485392A
Authority: SU
Inventors: Андрей Леонидович Леонов; Петр Константинович Баринов
Priority date: 1982-08-20
Filing date: 1982-08-20
Publication date: 1983-11-30

Abstract

ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ,включающее установленные в корпусе и на втулке вала подпружиненные кольца пары трени , состо щие из трущихс кольцевых вставок , укрепленных в обоймах, отличающеес тем, что, с целью повышени надежности работы уплотнени при герметизации сред высокого давлени , трущиес вставки выполнены в виде концентрично расположенных в обоймах кольцевых элементов, поверхность трени одной из пар которых выполнена плоскопараллельлой, а поверхности трени других пар .выполнены с уменьшающимс к плоскопараллельной поверхности углом при верщине конуса. 11/ , УMECHANICAL SEAL, including spring-loaded rings of a friction pair installed in the housing and on the shaft sleeve, consisting of rubbing ring inserts mounted in cages, characterized in that, in order to increase the reliability of the seal when sealing high-pressure media, the paste inserts are concentric ring-shaped elements in the cages, the friction surface of one of the pairs of which is made plane-parallel, and the friction surfaces of the other pairs are made with decreasing to the plane-parallel surface spine angle with a cone. 11 /,

Description

Изобретение относитс к уплотнени м вращающихс валов машин, аппаратов и насосов химической и других отраслей промыщленности .The invention relates to seals for rotating shafts of machines, apparatuses and pumps of the chemical and other industries.

Одной из задач нормальной работы торцовых уплотнений вл етс сохранение плоскопараллельного зазора колец трени при измерении величины уплотн емого перепада давлени . Изменение формы уплотнительного зазора зависит от коэффициента нагрузки, величинь давлени уплотн емой среды и тепловой деформации колец.One of the tasks of the normal operation of the mechanical seals is to maintain the plane-parallel gap of the friction rings when measuring the magnitude of the compacted differential pressure. The change in the shape of the sealing gap depends on the load factor, the magnitude of the pressure of the medium to be sealed, and the thermal deformation of the rings.

Известно торцовое уплотнение, в котором одно из колец трени выполнено в виде закладываемого в корпусе комплекта,- образованного из П-образного вкладыща и двух втулок, соединенных одним концом с корпусом, а другим - с вкладышем, причем втулки и вкладыщ выполнены из материалов с различными коэффициентами теплового расширени . Конструкци позвол ет исключить вли ние тепловой деформации колец трени 1.A mechanical seal is known, in which one of the friction rings is made in the form of a set laid in a housing, - formed from a U-shaped insert and two bushings connected at one end with the housing, and the other with an insert, the sleeves and the insert made of materials with different thermal expansion coefficients. The design eliminates the effect of thermal deformation of the friction rings 1.

Недостатком данного уплотнени вл етс сложность в подборе материалов дл конструкции и,при ее изготовлении. Кроме того, при работе уплотнени поверхность кольца трени тер ет свою плоскостность, по вл ютс повыщенные утечки, уменьшаетс ресурс и надежность уплотнени .The disadvantage of this seal is the difficulty in selecting materials for the structure and, in its manufacture. In addition, when the seal is working, the surface of the friction ring loses its flatness, increased leaks appear, and the life and reliability of the seal is reduced.

Известно также уплотнение торцового типа, включающее установленные в корпусе и на втулке вала подпружиненные кольца пары трени , состо щие из трущихс вставок , укрепленных в обоймах.It is also known to have a face-type seal that includes spring-loaded rings of a pair of friction mounted in the housing and on the shaft sleeve, consisting of rubbing inserts fixed in cages.

Кольцо трени выполнено в виде подпружиненного эластичного стакана, внещн донна поверхность которого взаимодействует с торцом вала, при этом на донной поверхности выполнена цилиндрическа выточка под антифрикционное цолько, высота которого меньше высоты выточки. Конструкци позвол ет обеспечить после начальной приработки достаточную герметичность и надежность работы уплотнени за счет работы в паре трени двух поверхностей трени , которые поочередно работают при небольшом и повышенном давлении 2.The friction ring is made in the form of a spring-loaded elastic cup, the outer bottom surface of which interacts with the shaft end, while a cylindrical undercut is made on the bottom surface under an anti-friction ring, the height of which is less than the height of the undercut. After the initial run-in, the design allows for sufficient tightness and reliability of the seal due to the work of a pair of friction on two friction surfaces, which work alternately with a small and increased pressure 2.

Недостатком данного уплотнени вл етс необходимость первоначальной приработки и повышенного износа эластичной поверхности трени . Кроме того, работа уплотнени не обеспечивает достаточной герметичности из-за невысокой чистоты и плоскостности поверхностей трени , конструктивно недостижимых в данной конструкции. Уплотнение не обеспечивает герметичности после его работы без давлени , так как после износа выступа эластичного стакана уплотнение осуществл етс только кромкой антифрикционного кольца.The disadvantage of this seal is the need for initial break-in and increased wear of the elastic surface of the friction. In addition, the sealing operation does not provide sufficient tightness due to the low purity and flatness of the friction surfaces that are structurally unattainable in this design. The seal does not ensure tightness after its operation without pressure, since after the protrusion of the elastic cup is worn, the seal is carried out only by the edge of the antifriction ring.

Так как эластичный материал не применим в качестве конструкционного и материала колец трени при высоком давлении.Since the elastic material is not applicable as a structural material and material friction rings at high pressure.

уплотнение работоспособно только при низком давлении. Прочность антифрикционного кольца, установленного без металлической обоймы, при подаче давлени с его внутреннего диаметра также не обеспечивает работу уплотнени при высоком давлении.The seal is operational only at low pressure. The strength of an antifriction ring installed without a metal cage, when pressure is applied from its internal diameter, also does not ensure the work of the seal at high pressure.

Цель изобретени - повышение надежности работы уплотнени при герметизации среды высокого давлени .The purpose of the invention is to increase the reliability of the seal when sealing a high-pressure environment.

Указанна цель достигаетс тем, чтоThis goal is achieved by the fact that

в торцовом уплотнении, включающем установленные в корпусе и на втулке вала подпружиненные кольца пары трени , состо щие из трущихс кольцевых вставок, укрепленных в обоймах, трущиес вставки выполнены в виде концентрично расположенных в металлических обоймах кольцевых элементов , поверхность трени ,одной из пар которых выполнена плоскопараллельной, а поверхности трени других пар выполнены с уменьшающимс к плоскопараллельной поверхности углом при вершине конуса.in the mechanical seal, including spring rings of a pair of friction mounted in the housing and on the shaft sleeve, consisting of sliding ring inserts fixed in cages, sliding inserts are made in the form of ring elements concentrically arranged in metal cages, the surface of the friction, one of which pairs is made parallel to the plane and the friction surfaces of other pairs are made with a decreasing angle to the plane-parallel surface at the apex of the cone.

Конструкци предлагаемого уплотнени обеспечивает последовательную в случае изменени уплотн емого перепада давлени от высокого до нулевого работу концентричных колец с сохранением плоскопараллельной , формр) уплотнительного зазора без их приработки. Это позвол ет повысить ресурс и надежность работы уплотнени и уменьшить утечки при переходных режимах работы от нулевого перепада давлени до высокого и наоборот.The design of the proposed seal ensures consistent operation in case of a change in the compacted differential pressure from high to zero, the operation of concentric rings while maintaining the plane-parallel, form) sealing gap without their running-in. This makes it possible to increase the life and reliability of the seal and to reduce leakage during transient operating conditions from zero to high pressure and vice versa.

На фиг. 1 изображено торцовое уплотнение , общий вид, разрез; на фиг. 2 и 3 - положени трущихс вставок при изменении уплотн емого перепада давлени .FIG. 1 shows the mechanical seal, general view, section; in fig. Figures 2 and 3 show the positions of the pluggable inserts when the compacted differential pressure changes.

Уплотнение состоит из корпуса 1, в котором установлено неподвижное уплотнительное кольцо 2, и втулки 3 с вращающимс уплотнительным кольцом 4. Поджатие вращающегос уплотнительного кольца 4 к неподвижному 2 осуществл етс пружинами 5 и давлением уплотн емой среды. Уплотнительные кольца 2 и 4 состо т из концентрично расположенных кольцевых элементов 6, 7 и 8, установленных в металлические обоймы 9 и 10. Одна из пар кольцевых элементов, например 7, выполнена с плоскими поверхност ми трени . Поверхности трени других пар выполнены с уменьшающимс к плоскопараллельной поверхности углом при вершине конуса.The seal consists of a housing 1 in which a fixed sealing ring 2 is installed, and a sleeve 3 with a rotating sealing ring 4. Compressing the rotating sealing ring 4 against the fixed 2 is carried out by springs 5 and a pressure of the sealable medium. Sealing rings 2 and 4 consist of concentrically arranged annular elements 6, 7 and 8, installed in metal holders 9 and 10. One of the pairs of annular elements, for example 7, is made with flat friction surfaces. The friction surfaces of the other pairs are made with the angle at the apex of the cone decreasing to the plane-parallel surface.

Уплотнение работает следующим образом. Втулка 3, установленна на вращающемс валу, передает вращение уплотнительному кольцу. При начальном значении уплотн емого перепада давлени герметизаци осуществл етс на торцовых поверхност х кольцевых элементов 7. При повыщении уплотн емого перепада давлени уплотнительныеSeal works as follows. A sleeve 3 mounted on a rotating shaft transmits rotation to the sealing ring. At the initial value of the compacted differential pressure, the sealing is performed on the end surfaces of the annular elements 7. When the compacted differential pressure rises, the sealing

кольца 2 и 4 деформируютс , как показано на фиг. 2 и 3. Кольцевые элементы 6, 7 и 8 также деформируютс . Поверхность трени rings 2 and 4 are deformed, as shown in fig. 2 and 3. The ring members 6, 7 and 8 are also deformed. Friction surface

Claims

END SEAL, including spring-loaded rings of friction pairs installed in the housing and on the shaft sleeve, consisting of friction annular inserts fixed in cages, characterized in that, in order to increase the reliability of the seal when sealing high-pressure media, the friction inserts are made in the form of concentrically arranged in the cages of ring elements, the friction surface of one of the pairs of which is made plane-parallel, and the friction surfaces of the other pairs are made with decreasing to the plane-parallel surface scrap at the apex of the cone.