SU1126754A1

SU1126754A1 - End face seal

Info

Publication number: SU1126754A1
Application number: SU833650980A
Authority: SU
Inventors: Артур Александрович Иванов; Владимир Иванович Кукушкин; Анатолий Федорович Абросимов
Original assignee: Отделение ордена Ленина института химической физики АН СССР
Priority date: 1983-07-21
Filing date: 1983-07-21
Publication date: 1984-11-30

Abstract

1.ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ,сос то щее из вращающегос и неподвижно колец ьары трени , сильфонного упр гого элемента, пружины и опорного Пбу фланца, отличающеес тем, что, с целью увеличени срока службы уплотнени , сиЛьфонный упругий элемент выполнен в виде трех сильфозлв, установленных коаксиально ,причем сильфоны с одной стороны св заны с опорным фланцем, в котором выполнены каналы дп подвода и отвода хладоносител в полости между сильфонами, а с другой стороны наружный и внутренний, .сильфоны жестко св заны с кольцом пары трени . 2. Уплотнение по п.1, о т л и ч аю щ е е с тем. что в кольце пары трени выполнен сквозной канал, в котором установлена термопара.1.RING SEAL, consisting of rotating and stationary rings of friction, bellows elastic element, spring and support FB flange, characterized in that, in order to increase the service life of the seal, the Liphone elastic element is made in the form of three sylfoes installed coaxially The bellows on one side are connected to the support flange, in which channels dp are supplied and coolant in the cavity between the bellows, and on the other hand, the outer and inner bellows are rigidly connected to the ring of the friction pair. 2. The seal according to claim 1, about tl and chayu e e so. that in the ring of the friction pair a through channel is made in which a thermocouple is installed.

Description

f f

Изобретение относитс к угшотнительной технике и может быть использовано в химическом, биологическом, фармацевтическом, пищевом машиностроении и медицине при уплотнении вращаюнщхс валов,The invention relates to a compression technique and can be used in chemical, biological, pharmaceutical, food engineering and medicine in the compaction of rotary shafts,

Известны торцовые уплотнени с использованием в качестве пары трени неподвижного керамического кольца , вращгиощегос , выполненного из фторопласта 4 -за одно целое с сильфоном С 1.Mechanical seals are known using, as a pair of friction, a stationary ceramic ring, rotated, made of fluoroplastic 4, for one unit with the bellows C 1.

Так как свойства полимерных материалрв в значительной степени За- . вис т от температуры, применеиие этого уплотнени ограничено по температуре и давлениюуплотн емой среды.Since the properties of polymeric materials are largely Za-. Depending on the temperature, the application of this seal is limited by the temperature and pressure of the compacting medium.

Известно также уплотнение, в котором неподвижный сильфон выполнен многозаходным винтовым, в витках .которого установлена пружина )Однако с применением коЛец из полимерных материалов в зтом устройстве из-за отсутстви тепЛоотвода в месте контакта трущейс пары ПРОИСХОДИТ нагрев, привод щий к изменению физико-химических и механических свойств поверхностного сло пары трени и, как следствие, снижению срока службы уплотнени .It is also known a seal in which the stationary bellows is made with multiple-screw, in the coils which the spring is installed) However, using rings of polymeric materials in this device due to the absence of a heat trap at the point of contact of the rubbing pair, the physical-chemical and mechanical properties of the surface layer of a pair of friction and, as a consequence, a decrease in the service life of compaction.

Цель изобретени - увеличение срока службы уплотнени при повы-. шенных давлени х.The purpose of the invention is to increase the service life of the seal when raised. pressure.

Поставленна цель достигаетс тем, что в торцовом уплотнении,состо щем из вращающегос и неподвижного колец пары трени , сильфонног упругого элемента, пружины и опорного фланца, сильфонный упругий элемент выполнен в виде трех сильфонов установленных коаксиально, поичем сильФоны .с одной стороны св заны с ОПОРНЫМ фланцем, в котором выполнены каналы дл подвода и отвода хладоносител в полости между сильфонами , а с другой стороны наружный и BHyTpeHHidi сильфоны жестко св заны с кольцом пары трени .The goal is achieved by the fact that in the mechanical seal consisting of a rotating and stationary rings of a pair of friction, a bellows elastic element, a spring and a support flange, the bellows elastic element is made in the form of three bellows installed coaxially, the bellows are connected from the same side to the SUPPORT a flange in which channels for supplying and discharging coolant in the cavity between the bellows are made, and on the other hand, the outer and BHyTpeHHidi bellows are rigidly connected to the ring of the friction pair.

В кольце пары трени выполнен сквозной канал, в котором установлена термопара.A through channel is made in the ring of the friction pair, in which a thermocouple is installed.

На чертеже изображено торцовое уплотнение, разрез.The drawing shows the mechanical seal, cut.

Торцовое уплотнение состоит из трех иогозаходных винтовых сильфонов 1-3 различных диаметровс витками одинакового шага, расположенных коаксиально относительно друг,Mechanical seal consists of three one-way screw bellows 1-3 of different diameters with coils of the same pitch, located coaxially relative to each other,

6754267542

друга, причем сильфон 1 выполнен из металла, силЬ|фон 2 - из резины и имеет тисненную поверхность дл лучшего прохождени жидкости сильфон 3 выполнен из фторопласта-4. При помощи резьбовых соединений сильфоны 1,2 и 3 св заны с одной стороны с опорными фланцами 4 и 5, а с другой .стороны наружный сильфон 1 и внутренний сильфон 3 жестко св заны с полым.керамическим кольцом 6. Между торцом среднего сильфона 2-й . внутренней торцовой поверхностью керамичес1 ого .к ольца имеетс щель 7.В винтовых углублени х наружного сильфона 1 расположены пружины 8 предварительного поджати . Опорные фланцы 4 и 5. закреплены-на аппарате (на чертеже не показан / неподвижно и ют две несообщающиес между собой полости 9 и 10 и два штуцера 11 и 12 .входа и выхода хладоносител .,another, the bellows 1 is made of metal, the force | background 2 is made of rubber and has an embossed surface for better passage of the fluid; the bellows 3 is made of fluoroplastic-4. By means of threaded connections, the bellows 1,2 and 3 are connected on one side with the supporting flanges 4 and 5, and on the other side of the outer bellows 1 and the inner bellows 3 are rigidly connected to the hollow ceramic ring 6. Between the end of the middle bellows 2- y. The inner end surface of the ceramic. ring has a slot 7. In the screw recesses of the outer bellows 1, there are springs 8 which are preloaded. The support flanges 4 and 5. are fixed-on the device (not shown / fixed in the drawing are two cavities 9 and 10 which are not communicating with each other and two fittings 11 and 12. The coolant inlet and outlet.,

Полое керамическое кольцо 6 имеет сквозной канал, выход щий непосред-. ственно в место контакта трущихс пар. .В канал вставл ют термопару 13 до соприкосновени с торцовой поверх-, ностью вращающегос кольца 14 из композиционноГ9 материала на основе фторопласта-4 или из фторопласта-4.The hollow ceramic ring 6 has a through channel extending directly. directly at the point of contact between the steam. A thermocouple 13 is inserted into the channel until it touches the end surface of the rotating ring 14 made of composite G9 based on fluoroplastic-4 or fluoroplastic-4.

Торцовое уплотнение работает следующим образом.Mechanical seal works as follows.

При вращении вала, 15 кольцо 14, закрепленное на валу разрезным хомутом 16, взаимодействует с керамическим КОЛЬЦО 6, которое за счет предварительной деформации пружин 8, а также давлени , охлаждающей жидкости плотно прижато к вращающемус кольцу 1 4 .When the shaft rotates, the 15 ring 14, fixed on the shaft with a split collar 16, interacts with the ceramic RING 6, which due to the preliminary deformation of the springs 8, as well as the pressure of the coolant, is pressed tightly against the rotating ring 1 4.

В конструкции уплотнени охлаждающа термостатированна жидкость входит по-штуцеру 11 в канал бпорного фланца 4, проходит в полость между наружным нецентральным сильфонами, приобретает вращательное движение в спирал-ьиом канале, образованном стенками сильфонов, омывает внутреннюю полость керамического кольца и возвращаетс в обратном направлении мезкду центральным и внутренним сильфонами 2 и 3 к опорному фланцу 5 и выходит через штуцер I2, Силь- . фонный узел компенсирует износ, перекосы и биени трущихс пар.In the construction of the seal, the cooling thermostatted fluid enters by fitting 11 into the channel of the supporting flange 4, passes into the cavity between the outer off-center bellows, acquires rotational motion in the spiral channel formed by the bellows walls, washes the internal cavity of the ceramic ring and returns back to the center of the bellows. and the inner bellows 2 and 3 to the support flange 5 and out through fitting I2, Sil-. The background assembly compensates for wear, distortions and beating of the friction pairs.

Такое решение конструкции позвол ет обеспечить равномерный теплосъем со всей контактной площади керамического кольца, а подал; гурбулизованThis design solution allows for uniform heat removal from the entire contact area of the ceramic ring, and filed; gurbulized

ной термостатированной жидкости равномерно на всю внутреннюю поверхность керамического кольца позвол ет выровн ть тепловые потоки от трущейс пары и исключить ее деформацию. При движении, жидкости между центральным и внутренним сильфонами понижаетс температура сильфона из фторопласта-4 , а это в свою очередь -позвол ет увеличить нагрузки на сильфон .Thermostatically controlled liquid evenly over the entire inner surface of the ceramic ring makes it possible to equalize heat flows from the rubbing pair and to prevent its deformation. When moving, the fluid between the central and internal bellows decreases the temperature of the fluoroplastic-4 bellows, and this in turn makes it possible to increase the load on the bellows.

Кроме того, сильфонный узел выпол н ет функции точного исполнительного органа дл передачи давлени на пару трени . Давление в полости между сильфонами создаетс охлаждающей жидкостью и может автоматически ре .гулироватьс в зависимостиот давл ии в аппарате шш же выбиратьс в зависимости от свойств материала трущихс пар. Давление жидкости такт же разгружает внутренний сильфон. выполненный из фторопласта-4. Это позвол ет увеличить рабочее давление дл уплотнени .In addition, the bellows assembly performs the functions of a precise actuator to transfer pressure to the friction pair. The pressure in the cavity between the bellows is created by a coolant and can automatically be adjusted. Depending on the pressure in the apparatus, the pressure is chosen depending on the material properties of the rubbing pairs. The pressure of the fluid tact unloads the inner bellows. made of fluoroplast-4. This allows an increase in the working pressure for compaction.

В канал полого керамического кольца в.ставлена термопара так, что онаA thermocouple is inserted into the channel of the hollow ceramic ring.

контактирует с вращакицимс кольцом из компози1а1онного материала на основе фторопласта-4 и измер ет температуру на поверхности вращающегос кольца..comes in contact with a rotary ring made of a fluoroplast-4-based composite material and measures the temperature on the surface of the rotating ring.

Термопара может быть св зана через усилитель, датчик температуры и блок сравнени с регул тором расхода термостатированной жидкости, котора подаетс к уплотнению от автономных систем питани в таком количестве, которое обеспечивает температуру на поверхнос ги вращающе гос кольца из композиционного материала на основе фторопласта-4 в пределаз 14-15 С с заданной точность При этой температуре фторопласт-4, вход щий в состав компози1 оннызс . материалов, имеет более плотную кристаллическую модификацию с наиболее низким коэффициентом трени .The thermocouple can be connected through an amplifier, a temperature sensor and a comparison unit with a thermostatically controlled fluid flow regulator, which is supplied to the seal from autonomous power supply systems in such a quantity that provides the temperature on the surface of the rotating ring made of fluoroplastic-based composite material. Limit 14-15 C with a given accuracy At this temperature, fluoroplast-4, which is part of the composition. materials, has a more dense crystalline modification with the lowest coefficient of friction.

Технико-экономический эффект изобретени заключаетс в увеличении срока службы уплотнени за счет обеспечени оптимальной температуры рабочей поверхности контактных колец |путем улучшени системы их охла зде- ни .The technical and economic effect of the invention is to increase the service life of the seal by providing the optimum temperature of the working surface of the contact rings by improving the cooling system of the building.

Claims

1.TORZOVYE SEAL.consisting of rotating and fixed rings of friction bellow, a bellows elastic element, a spring and a support flange, characterized in that, in order to increase the life of the seal, the bellows elastic element is made in the form of three bellows installed coaxially, and the bellows with on the one hand, · are connected with a support flange, in which channels for supplying and discharging the coolant in the cavity between the bellows are made, and on the other hand, the outer and inner bellows are rigidly connected to the ring of the friction pair.

2. The seal according to claim 1, characterized in that. that in the ring of the friction pair a through channel is made in which a thermocouple is installed.

f 1126