Claims (2)
Поставленна цель достигаетс тем, что каждое устройство дл распределени перепада давлени между камерами корпуса выполнено в виде герметичной емкости, внутри которой соосно размещены по меньшей мере два различных по своим эффективным площад м сильфона - верхний и нижний, одни концы которых герметично Закрыты и жестко св заны между собой, а другие концы сильфонов по всему их периметру герметично соединены со стенками емкости таким образом, что со стороны одной поверхности сильфонов образованы две изолированные между собой полости - верхн и нижн , а со стороны другой И..Х поверхности образована одна обща дл них полость, изолированна от верхней и нижней полостей, при этом верхн полость сообщена с одной из камер дл запирающей жидкости в корпусе торцового уплотнени , нижн полость сообщена со смежной камерой корпуса торцового уплотнени или с рабочим пространством аппарата, а обща камера сообщена с атмосферой или заполнена инертным газом под повышенным давлением. эффективна площадь нижнего сильфона может быть меньшей, чем эффективна площадь верхнего сильфона. Предлагаемое торцовое уплотнение не требует постороннего источника по вышенного давлени и не требует пере качиванн запирающей жидкости через камеры корпуса. Роль источника давлени в нем играет давление вещества в рабочем пространстве аппарата. Не требуетс также и специальной отдель ной сложной системы и аппаратуры дл автоматического регулировани перепада давлени в камерах уплотнени , Функцию которой выполн ют взаимодействующие один с другим сильфоны, мгновенно реагирующие на малейшее изменеь ие рабочего давлени в аппарате и обеспечиваккцие соответствующее изменение перепада давлени запирак1щей жидкости в каждой камере корпуса торцового уплотнени . На фигЛ показано торцовое уплотнение , общий вид; на фиг.2 - устройство дл распределени перепада давлени между камерами корпуса торцового уплотнени , разрез; на фиг.З другой вариант этого устройства, разрез. Торцовое уплотнение вращающегос вала в аппаратах, предназначенных дл работы под высоким давлением, представл ет собой комплектное много ступенчатое уплотнение, в состав которого входит вертикальный вал 1, имеющий кольцевые уступы, помещенный внутрь многоступенчатого корпуса 2, и комплекты уплотнительных элементов установленных на валу 1 последовательно и заключенных в камерах 3-5, которые образуютс при сборке уплотнени между торцовыми поверхност ми кольцевых уступов вала 1 и корпуса 2. Каждый комплект уплотнительных элементов включает антифрикционное кольцо 6, металлическое кольцо 7 и резиновое кольцо 8. Камеры 3-5 заполнены запирающей жидкостью. Нижн часть корпуса 2 торцового уплотнени своим фланцем присоединена к горловине 9 аппарата (не показан). В состав торцового уплотнени вход т также три устройства 10-12 дл распределени перепада давлени его камера ми 3-5 и рабочим пространством 13 аппарата. Каждое устройство 1-12 име ет герметичную цилиндрическую емкост 14, котора может быть выполнена раэ емной из двух частей (фиг.2) или с верхней 15 и нижней 16 крышками (фиг.З). Внутри емкости 14 соосно размещены по меньшей мере два сильфо на - верхний 17 и нижний 18, из которых нижний сильфон 18 имеет меньшую эффективную площадь, чем верхний сильфон 17. Одни концы сильфонов 17 и 18 герметично закрыты с помошью. донышек 19 и 20 или 21 и жестко св заны между собой с помощью штока 22 или донышка 21, а другие их концы с помощью колец 23 и 24 по всему периметру герметично соединены со стенками емкости 14. При этом в результате такого закреплени сильфонов 17 и 18 емкости 14 со стороны наружной или внутренней поверхности этих сильфонов 17 и 18 (фиг.2 и фиг.З соответственно ) образуютс две изолированные между собой полости - верхн 25 и нижн 26. Со.ответственно со стороны другой поверхности сильфонов 17 и 18, а именно со стороны внутренней (фиг.2) или со стороны внешней (фиг.3), образована обща дл них полость 27, изолированна от верхней 25 .и нижней 26 полостей. Верхние полости 25 устройств 10-12 заполнены запирающей жидкостью и сообщены соответственно с камерами 3-5 дл запирающей жидкости в корпусе 2 посредством трубопроводов 28-33, присоединенных к каналам, выполненным в стенках корпуса 2 и емкости 14. Нижн полость 26 устройства 12 заполнена запирающей жидкостью и сообщена с камерой 4 корпуса 2, расположенной смежно камере 5, посредством трубопроводов 34 и 35. Нижние полости 26 устройств 11 и 10 сообщены с рабочим пространством 13 аппарата посредством трубопроводов 36 и 37. Полость 27 посредством канала 38 и патрубка 39 сообщена с атмосферой или заполнена инертным газом под повьлшенным давлением, но меньшим, чем давление в рабочем пространстве аппарата. Торцовое уплотнение работает следующим образом. При возникновении давлени в рабочем пространстве аппарата 13 давление по трубопроводам 38 и 37 передаетс в нижние полости 26 устройств 10 и 11, где воздействует на нижний сильфон 18, который или сжимаетс , если полость 26 выполнена с его внешней стороны (фиг.2), или раст гиваетс , если полость 26 находитс внутри сильфона18 (фиг.З). В результате сжати или раст гивани сильфона 18 донышко 20 или 21.перемещаетс вверх в осевом направлении и воздействует на верхний сильфон 17 через шток 22 и донышко 19 или непосредственно через общее донышко 21. В результате этого воздействи сильфон 17 раст гиваетс или сжимаетс и тем самым уменьшает объем верхней полости 25, заполненной запиракнцей жидкостью, котора , сжима сь, передает импульс повышени давлени в камеры 3 и 4 корпуса 2 через трубопроводы 28-31. Так как эффективна площадь верхнего сильфона 17 выполнена большей по сравнению с эффективной площадью нижнего сильфона 18, то и величина. удельного давлени , развиваемого сильфоном 17, меньше, чем удельное давление в рабочем пространстве аппарата . Этим cajutjM обеспечиваетс не обходимый перепад давлени между ра бочим пространством 13 аппарата и камерами 3 и 4, в которых наход тс комплекты уплотнительных элементов. Дублирующие трубопроводы 28, 30 и 3 способствуют равномерной передаче давлени и устранению воздушной подушки в случае ее образовани в полости 25. Устройство 12, установленное между камерами 4 и 5, работает ангшогично устройствам 10 и 11 и реа гирует на изменение давлени запирающей жидкости в камере 4. В результате применени предлагае мого устройства обеспечиваетс повышенна надекность работы многоступен . чатого торцового уплотнени за счет предотвращени утечки запирающей жид кости через устройство, регулирующее перепад давлени , не требуетс сложного и дорогосто щего специального оборудовани дл создани и регулировани перепада давлени , запирающей жидкости по камерам торцового уплотнени , что упрощает и удешевл ет конструкцию многоступенчатого торцового уплотнени по сравнению с известными конструкци ми, и повышаётс безопасность обслуживани много ступенчатых торцовых уплотнений,так как процесс регулировани перепада давлени происходит автоматически, т.е. без участи обслуживающего пер совала, что особенно важно дл аппа ратов высокого давлени . Формула изобретени 1. Многоступенчатое торцовое упло нение вращающегос вала в аппаратах работающих под давлением, содержащее герметичный корпус, в котором на запу установлены комплекты уплотнит.ельных элементов, образующие с корпусом изолированные между собой и последовательно расположенные камеры, заполненные запираюшей жидкостью, устройства дл распределени перепада давлени между этими камерами, отличающеес тем, что, с целью повышени надежности работы уплотнени и упрощени аппаратуры дл создани распределени и регулировани перепсща давлени в его камерах, каждое устройство дл распределени перепада давлени между камерами корпуса выполнено в виде герметичной емкости, внутри которой соосно размещены по меньшей мере два различных по своим эффективным площад м сильфона - верхний и нижний, одни концы которых герметично закрыты и жестко св заны между собой, а другие концы Сильфонов по всему их периметру герметично соединены со стенками емкости таким образом , что со стороны одной поверхности СИЛЬФОНОВ образованы две изолированные между собой полости - верхн и нижн , а со стороны другой их поверхности образована одна обща дл них полость, изолированна от верхней и нижней полостей, при этом верхн полость заполнена запирающей жидкостью и сообщена со смежной камерой корпуса или с рабочим пространством аппарата, а обща камера сообщена с атмосферой или заполнена инертным газом под повышенным давлением . The goal is achieved by the fact that each device for distributing the pressure drop between the chambers of the body is made in the form of a sealed container, inside which at least two different bellows, top and bottom, differing in their effective areas, one ends of which are hermetically sealed and tightly connected between each other, and the other ends of the bellows along their entire perimeter are hermetically connected to the vessel walls in such a way that two insulated cavities are formed on the side of the bellows - upper and lower, and on the side of the other I..X surface, one cavity is common for them, isolated from the upper and lower cavities, the upper cavity communicating with one of the chambers for locking fluid in the mechanical seal housing, the lower cavity communicating with the adjacent the chamber of the mechanical seal housing or with the working space of the apparatus, and the common chamber communicates with the atmosphere or is filled with inert gas under increased pressure. the effective area of the lower bellows may be less than the effective area of the upper bellows. The proposed mechanical seal does not require an extraneous source of increased pressure and does not require the pumped locking fluid through the chambers of the housing. The role of the source of pressure in it is played by the pressure of the substance in the working space of the apparatus. There is also no need for a special separate complex system and equipment for automatic control of pressure drop in the seal chambers, the function of which is performed by interacting with each other bellows, instantaneously reacting to the slightest change in the operating pressure in the apparatus and providing a corresponding change in pressure difference of the locking fluid in each mechanical seal housing chamber. FIG. Shows mechanical seal, general view; Fig. 2 shows a device for distributing the pressure drop between the chambers of the mechanical seal housing, a section; Fig. 3 is another variant of this device, a section. The face seal of the rotating shaft in high-pressure apparatus is a complete multi-stage seal consisting of a vertical shaft 1 having annular ledges placed inside the multi-stage body 2, and sets of sealing elements mounted on the shaft 1 in series and prisoners in chambers 3-5, which are formed during the assembly of the seal between the end surfaces of the annular steps of the shaft 1 and the housing 2. Each set of sealing elements includes It has an anti-friction ring 6, a metal ring 7 and a rubber ring 8. The chambers 3-5 are filled with locking fluid. The lower part of the housing 2 of the mechanical seal is attached by its flange to the neck 9 of the apparatus (not shown). The structure of the mechanical seal also includes three devices 10-12 for distributing the pressure drop by its chambers 3-5 and the working space 13 of the apparatus. Each device 1-12 has an airtight cylindrical container 14, which can be made raemnoe of two parts (figure 2) or with the upper 15 and lower 16 covers (fig.Z). Inside the container 14 are coaxially placed at least two sylphs - the upper 17 and the lower 18, of which the lower bellows 18 has a smaller effective area than the upper bellows 17. Some ends of the bellows 17 and 18 are hermetically sealed with help. bottoms 19 and 20 or 21 and are rigidly connected to each other with the help of stem 22 or bottom 21, and their other ends are tightly connected with the walls of the container 14 by means of rings 23 and 24 around the perimeter. At the same time, the bellows 17 and 18 are fixed containers 14 on the outer or inner surface of these bellows 17 and 18 (FIG. 2 and FIG. 3, respectively) form two isolated cavities, the upper 25 and lower 26 cavities. Co respectively, from the other surface of the bellows 17 and 18, namely from the inner (figure 2) or from the outer (f ig.3), a common cavity 27 is formed, isolated from the upper 25. and lower 26 cavities. The upper cavities 25 of the devices 10-12 are filled with locking fluid and communicated respectively with the chambers 3-5 for the locking fluid in the housing 2 through pipelines 28-33 connected to channels formed in the walls of the housing 2 and the container 14. The lower cavity 26 of the device 12 is filled with locking fluid and communicated with the chamber 4 of the housing 2, located adjacent to the chamber 5, through pipelines 34 and 35. The lower cavities 26 of the device 11 and 10 communicate with the working space 13 of the device through pipelines 36 and 37. The cavity 27 through the channel 38 and nozzle 39 is in communication with the atmosphere or is filled with an inert gas under higher pressure, but less than the pressure in the working space of the apparatus. Mechanical seal works as follows. When a pressure occurs in the working space of the apparatus 13, the pressure is transmitted through pipelines 38 and 37 to the lower cavities 26 of the devices 10 and 11, where it acts on the lower bellows 18, which is either compressed if the cavity 26 is made on its outer side (Fig. 2), or is stretched if cavity 26 is inside the bellows 18 (Fig. 3). As a result of compressing or stretching the bellows 18, the bottom 20 or 21 moves upwardly in the axial direction and acts on the upper bellows 17 through the rod 22 and the bottom 19 or directly through the common bottom 21. As a result of this effect the bellows 17 is stretched or contracted and thereby reduces the volume of the upper cavity 25, which is filled with a locking fluid, which, when compressed, transmits a pressure boost to chambers 3 and 4 of housing 2 through pipelines 28-31. Since the effective area of the upper bellows 17 is made larger compared to the effective area of the lower bellows 18, then the value. the specific pressure developed by the bellows 17 is less than the specific pressure in the working space of the apparatus. This cajutmM provides the necessary pressure differential between the working space 13 of the apparatus and the chambers 3 and 4, which contain sets of sealing elements. Duplicate piping 28, 30 and 3 contribute to uniform pressure transfer and the elimination of the air cushion in case it is formed in cavity 25. Device 12, installed between chambers 4 and 5, works angularly with devices 10 and 11 and responds to changing pressure of locking fluid in chamber 4 As a result of the application of the proposed device, increased work sensitivity is provided. face seal by preventing leakage of locking fluid through a pressure differential regulating device does not require complicated and expensive special equipment to create and control pressure differential locking fluid in the mechanical seal chambers, which simplifies and reduces the cost of the multi-stage mechanical seal compared to with known constructions, and the safety of servicing of multi-step mechanical seals increases, since the process of regulating the differential is laziness is automatic, ie without the participation of the operator, which is especially important for high-pressure apparatuses. Claim 1. Multistage face reduction of the rotating shaft in pressure equipment, containing a hermetic case in which sets of sealing elements are installed on the wiring, forming with the case insulated and sequentially located chambers filled with locking fluid, differential distribution devices pressure between these chambers, characterized in that, in order to increase the reliability of the sealing operation and to simplify the equipment for creating the distribution and control The pressure in its chambers, each device for distributing the pressure drop between the chambers of the body, is made in the form of a sealed container, inside which at least two upper and lower bellows with different effective areas are placed coaxially interconnected, while the other ends of the Bellows are tightly connected along the entire perimeter of the vessel with the walls of the vessel in such a way that two insulated strips are formed on the side of one BELLOWS surface and - the upper and lower, and on the other side of their surface, one common cavity for them is formed, isolated from the upper and lower cavities, the upper cavity is filled with a locking fluid and communicated with the adjacent housing chamber or with the working space of the apparatus, and the common chamber communicates with atmosphere or filled with inert gas under high pressure.
2. Уплотнение поп.1, отличающеес тем, что нижний сильфон имеет меньшую эффективную плс цадь, чем верхний. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 777298, кл. F 16 J 15/34, 1971. 6 7 Фиг./2. Compaction pop. 1, characterized in that the lower bellows has a lower effective pls tsad than the upper. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate 777298, cl. F 16 J 15/34, 1971. 6 7 Fig. /
9,3UJ9,3UJ
lB,30,3ilB, 30,3i
Фиг.22
ДД35DD35
Ц /5C / 5