SU914849A1

SU914849A1 - End seal

Info

Publication number: SU914849A1
Application number: SU802914720A
Authority: SU
Inventors: Evgenij V Shataev; Valentin I Sokolov; Marina D Volkova
Original assignee: Dzerzhinsky Ni Konst Inst
Priority date: 1980-04-23
Filing date: 1980-04-23
Publication date: 1982-03-23

Description

Изобретение относится к уплотнительной технике.The invention relates to a sealing technique.

Известны торцовые уплотнения вращающегося вала, содержащие неподвижное и подвижное кольца пары трения, в которых $ углеграфитные кольца закрепляются и герметизируются в обойме посредством прессового соединения [1].Known mechanical seals of a rotating shaft containing fixed and movable rings of a friction pair, in which carbon-graphite rings are fixed and sealed in a holder by means of a press connection [1].

Недостатком известных уплотнений является ограниченное применение по температурному параметру, так как коэффициенты ¹⁰линейного расширения обоймы из нержавеющей стали и углеграфитового кольца различны и при нагреве от трения нарушается герметизация углеграфитового кольца.A disadvantage of the known seals is the limited use in temperature parameter, since the coefficients ^{10 of} linear expansion of the holder made of stainless steel and a carbon graphite ring are different and when heated from friction, the sealing of the carbon graphite ring is broken.

Цель изобретения — повышение надеж- ₁₅ности работы уплотнения в условиях повышенных температур.The purpose of the invention - an increase _{of 15} NOSTA reliable sealing operation at elevated temperatures.

Эта цель достигается тем, что на поверхности проточек, параллельных пояскам трения, выполнены три концентрические канавки, средняя из которых расположена в пределах ширины проекции пояска трения и заполнена легкоплавким сплавом, температура плавления которого ниже температуры нагрева колец в рабочем режиме, а две дру2 гие более мелкие канавки выполнены для сбора излишков вытесненного металла.This goal is achieved by the fact that on the surface of the grooves parallel to the friction belts, three concentric grooves are made, the middle of which is located within the projection width of the friction belt and is filled with a fusible alloy, the melting temperature of which is lower than the heating temperature of the rings in operating mode, and two others are more small grooves are made to collect excess extruded metal.

На фиг. 1 показано устройство торцового уплотнения, общий вид; на фиг. 2 — положение графитового кольца в начальный момент установки его в нагретую обойму; на фиг. 3 — положение графитового кольца после поджатия его пружиной и остывания кольца.In FIG. 1 shows a mechanical seal device, general view; in FIG. 2 - the position of the graphite ring at the initial moment of installing it in a heated holder; in FIG. 3 - the position of the graphite ring after preloading it with a spring and cooling the ring.

Уплотнение состоит из графитовых колец неподвижного 1 и вращающегося 2, запрессованных в стальные обоймы 3 и 4. Вращающееся кольцо 2 нерабочей торцовой поверхностью опирается на опорное стальное кольцо 5, поджимаемое пружиной 6. Сильфон 7 приваривается к обойме 4 и кольцу 8, которое соединяется с гайкой 9 резьбовым соединением. К гайке 9 приваривается втулка 10, посаженная на вал 11.The seal consists of graphite rings fixed 1 and rotating 2, pressed into steel cages 3 and 4. The rotating ring 2 with a non-working end surface rests on a supporting steel ring 5, pressed by a spring 6. The bellows 7 is welded to the cage 4 and the ring 8, which is connected to the nut 9 threaded connection. A sleeve 10 is welded to the nut 9, mounted on the shaft 11.

На плоскостях обоймы 3 и опорного кольца 5, которые контактируют с нерабочей ²⁰ торцовой поверхностью графитовых колец, выполнены кольцевые концентрические канавки: основная центральная и две вспомогательные технологические меньшей глубины.On the planes of the cage 3 and the support ring 5, which are in contact with the non-working ²⁰ end surface of the graphite rings, ring concentric grooves are made: the main central and two auxiliary technological shallow depths.

В центральную канавку укладываются пруток произвольного сечения или проволока из легкоплавкого материала типа олова или сплавов Вуда, Розе, Ньютона и т. п. с температурой плавления ниже температуры нагрева колец в рабочем режиме. После поджатия кольца пружиной излишки размягченного сплава выдавливаются во вспомогательные канавки. Между кольцом и обоймой образуется слой металла. После остывания соединение принимает вид, представленный на фиг.' 3.A rod of arbitrary cross-section or a wire of fusible material such as tin or alloys of Wood, Rose, Newton, etc., with a melting temperature below the heating temperature of the rings in the operating mode is laid in the central groove. After the ring is pressed by the spring, the excess softened alloy is squeezed out into the auxiliary grooves. A metal layer forms between the ring and the clip. After cooling, the connection takes the form shown in Fig. ' 3.

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

При вращении вала 11 происходит передача вращения через гайку 9, кольцо 8 и сильфон 7 обойме 4, связанной прессовым соединением с графитовым кольцом 2 и опорным кольцом 5.When the shaft 11 rotates, rotation is transmitted through the nut 9, the ring 8 and the bellows 7 of the cage 4, connected by a press connection to the graphite ring 2 and the support ring 5.

При незначительной температуре работы' уплотнения герметизация стыка графитовое кольцо—обойма осуществляется прессовым соединением. При повышении температуры, при увеличении нагрузок или изменении режима трения происходит расширение и расплавление легкоплавкого сплава. При дальнейшем повышении температуры прессовое соединение ослабевает, натяг постоянно весь выбирается и герметизация стыка осуществляется .полностью уже за счет расплава. Жидкий металл заполняет межконтактное пространство между контактирующими торцовыми поверхностями обоймы и графитового кольца и герметизирует стык.At an insignificant operating temperature of the seal, the joint sealing the graphite ring — cage is carried out by a press connection. With increasing temperature, with increasing loads or a change in the friction regime, expansion and melting of the fusible alloy occurs. With a further increase in temperature, the press joint weakens, the interference is constantly selected and the joint is sealed completely due to the melt. Liquid metal fills the intercontact space between the contacting end surfaces of the cage and the graphite ring and seals the joint.

Образующаяся пленка выдерживает перепад давления, так как зазор Ь достаточно мал, а поверхностное натяжение достаточно велико. Например, олово и его сплавы имеют поверхностное натяжение в состоянии расплава по сравнению с наиболее распространенной запирающей жидкостью — водой больше в 9 раз.The resulting film withstands the pressure drop, since the gap b is sufficiently small, and the surface tension is sufficiently large. For example, tin and its alloys have a surface tension in the melt state in comparison with the most common blocking liquid - water is 9 times more.

Аналогично осуществляется герметизация резьбового соединения кольцо 8 — ₅ гайка 9.Similarly, the threaded joint is sealed with a ring 8 - ₅ nut 9.

Таким образом, введение легкоплавкого металла позволяет расширить температурный диапазон работы торцового уплотнения, снизить габариты за счет снижения натягов и повысить надежность работы в условиях повышенных температур.Thus, the introduction of fusible metal allows you to expand the temperature range of the mechanical seal, reduce the size by reducing interference and increase the reliability of operation at elevated temperatures.

Claims

Claim

The mechanical seal of a rotating shaft, containing a rotating ring mounted on the shaft, and a fixed ring installed in the housing, pressed into the annular grooves of metal clips, elastic elements for compressing the rings, characterized in that, in order to increase the reliability of the seal in conditions elevated temperatures, on the surface of the grooves parallel to the friction belts, three concentric grooves are made, the middle of which is located within the width of the projections of the friction band and is filled with fusible alloy, whose melting point is lower than the heating temperature of the rings in the operating mode, and two other smaller grooves are made for collection

30 surplus extruded metal.