CS262591B1 - Mechanical seal - Google Patents

Abstract

Mechanická ucpávka, jejíž těsnicí účinek je vyvozen magnetickou silou, je tvořena pevným magnetickým kroužkem uloženým v tělese ucpávky, kterým prochází hřídel s otočným magnetickým kroužkem. Na hřídeli je na straně protilehlé k čelní těsnicí ploše otočného magnetického kroužku umístěn přídavný magnetický kroužek. Přivrácené strany přídavného magnetického kroužku a otočného magnetického kroužku mají shodnou magnetickou polaritu.Mechanical seal, whose sealing the effect is derived by magnetic force, is formed by a fixed magnetic ring stored in the seal body through which it passes shaft with rotating magnetic ring. The shaft is on the side opposite to the front the sealing surface of the rotating magnetic ring additional magnetic ring placed. Přivrácené additional magnetic side ring and rotating magnetic ring have the same magnetic polarity.

Description

Vynález se týká mechanické ucpávky, zejména k těsněni hřídele čerpadla.The invention relates to a mechanical seal, in particular to a pump shaft seal.

Jsou známé mechanické ucpávky, kde podstatou je styk mezi stojícím tělesem ucpávky a rotujícím tělesem ucpávky v čelní těsnicí zalapované ploše. Dotlačovací axiální síla je u těchto typů ucpávek vyvozena silou pružiny. Jedná se bud o jednu centrální pružinu, nebo je použito několika menších pružin uložených v mezikruží stojícího tělesa ucpávky. Nevýhodou těchto typů ucpávek je, že časem dochází k únavě materiálu pružiny a také v průběhu času ke korozi pružiny zejména u čerpadel pracujících v agresivním prostředí. V těchto případech je nutno provádět povlakování pružiny plasty, které je drahé. Současně při vyšších tlacích se při poklesu axiální síly rychle zhoršuje těsnost ucpávky. Dále je známé řešení mechanické ucpávky, kdy v sestavě statoru je mezi dvěma lapovanými těsnicími plochami uložen plovoucí rotor z uhlíkového nebo keramického materiálu. Na obvodu rotoru je umístěn kroužek z permanentně magnetického materiálu. Těsnicí účinek této mechanické ucpávky je za provozu vyvolán rozdílnou tepelnou dilatací pouzdra hřídele a rotoru a axiálním posunem hřídele. Tím dojde k dotlačení těsnicí plochy rotoru na jednu těsnicí plochu statorové sestavy. Síla magneru je zde využita pouze v klidu, kdy plovoucí rotor je dotlačen silou magnetu k těsnicí ploše. Nevýhodou této ucpávky je, že nemůže být použita pro studený provoz u čerpadel a k těsnicímu účinku je jen jeden magnet nevyhovující. Nevýhodou jsou zde také značné nároky na přísnost opracování jednotlivých dílců ucpávky a také vysoké výrobní náklady a náročná montáž,Mechanical seals are known, the nature of which is contact between the standing seal body and the rotating seal body in the front sealing snap-on surface. The thrust axial force in these seal types is due to the spring force. This is either a single central spring, or several smaller springs mounted in the annulus of the standing seal body are used. The disadvantage of these types of seals is that over time the spring material becomes fatigue and also over time the spring becomes corrosive, especially for pumps operating in aggressive environments. In these cases, it is necessary to coat the spring with expensive plastics. Simultaneously, at higher pressures, the seal tightness deteriorates rapidly as the axial force decreases. It is also known to provide a mechanical seal in which, in the stator assembly, a floating rotor of carbon or ceramic material is placed between two lapped sealing surfaces. A ring of permanently magnetic material is placed on the periphery of the rotor. The sealing effect of this mechanical seal is caused by different thermal expansion of the shaft sleeve and the rotor and by axial displacement of the shaft during operation. This forces the rotor sealing surface onto one of the stator assembly sealing surfaces. The magner force is used here only when the floating rotor is pushed by the magnet force to the sealing surface. The disadvantage of this seal is that it cannot be used for cold pump operation and only one magnet is unsatisfactory for the sealing effect. The disadvantage here is also the considerable demands on the strictness of machining of the individual packing components and also high production costs and demanding assembly,

Shora uvedené nevýhody odstraňuje v podstatě vynález, kterým je mechanická ucpávka tvořená pevným magnetickým kroužkem uloženým v tělese ucpávky, kterým prochází hřídel a dále tvořená otočným magnetickým kroužkem a jeho podstata spočívá v tom, že na hřídel, je na straně protilehlé k čelní těsnicí ploše otočného magnetického kroužku umístěn přídavný magnetický kroužek, přičemž přilehlé strany přídavného magnetického kroužku a otočného magnetického kroužku mají shodnou magnetickou polaritu.Essentially, the above-mentioned disadvantages are overcome by the invention, which is a mechanical seal consisting of a fixed magnetic ring housed in a shaft-passing shaft housing and further formed by a rotatable magnetic ring, which is based on the shaft opposite to the rotational face of the rotary seal. an additional magnetic ring is disposed, the adjacent sides of the additional magnetic ring and the rotating magnetic ring having the same magnetic polarity.

Vyššího účinku se dosahuje podle vynálezu tím, že přítlačná síla, potřebná k těsnicímu účinku ucpávky je vyvozena stálou magnetickou silou, která není ovlivněna teplotou čerpané kapaliny. Tuto přítlačnou sílu je možno podle potřeby zvětšovat. Také je výhodná snadná výroba a montáž ucpávky i její životnost.A higher effect according to the invention is achieved in that the pressing force required for the sealing effect of the seal is exerted by a constant magnetic force which is not influenced by the temperature of the pumped liquid. This pressing force can be increased as required. It is also advantageous to manufacture and install the seal and its service life.

Další vyšší účinek vynálezu spočívá v tom, že použití přídavného rotujícího magnetického kroužku umožňuje dosáhnout vyšší axiální přítlačnou sílu na těsnicí plochu a tím i možnost použití mechanické ucpávky pro čerpadla s vyššími parametry, zejména vyšší měrnou energií.A further higher effect of the invention is that the use of an additional rotating magnetic ring makes it possible to achieve a higher axial thrust on the sealing surface and thus the possibility of using a mechanical seal for pumps with higher parameters, in particular higher specific energy.

Příklad konkrétního provedení podle vynálezu je schematicky znázorněn na přiložených výkresech, které představují osový řez mechanickou ucpávkou dle obr. 1 v základním provedení a dle obr. 2 v alternativním provedení se zalisovaným těsnicím kroužkem.An example of a particular embodiment of the invention is shown schematically in the accompanying drawings, which represent an axial section through the mechanical seal of FIG. 1 in the basic embodiment and in FIG. 2 in an alternative embodiment with a pressed-on sealing ring.

Podle vynálezu je na hřídeli χ mezi neznázorněným tělesem čerpadla a jeho oběžným kolem χ uložena mechanická ucpávka χ sestávající z pevného magnetického kroužku 412, například z permanentně magnetického materiálu, který je uložen v tělese χ ucpávky a je utěsněn statorovým těsnicím kroužkem 414, například z pryže. Tento statorový těsnicí kroužek 414 utěsňuje vnější prostor čerpadla od vnitřního prostoru mechanické ucpávky χ. Na hřídeli X je dále uložen otočný magnetický proužek 411, například z permanentně magnetického materiálu, který je na hřídeli χ utěsněn těsnicím kroužkem 415, například z pryže. Otočný kroužek 411 je posuvný po hřídeli χ a dosedá svojí čelní lapovanou plochou na čelní těsnicí plochu pevného magnetického kroužku 412. Dotlačovací axiální síla je vyvozena magnetickou silou působící mezi otočným magnetickým kroužkem 411 a pevným magnetickým kroužkem 412. Na hřídeli X je mezi oběžným kolem χ a otočným magnetickým kroužkem 411 uložen další přídavný magnetický kroužek 413 rovněž z permanentně magnetického materiálu orientovaného tak, že přilehlé plochy otočného magnetického kroužku 411 a přídavného magnetického kroužku 413 mají shodnou polaritu. Vzdálenost a mezi otočným magnetickým kroužkem 411 a přídavným magnetickým kroužkem 413 je nastavitelná při montáži například 1 až 5 mm v délce dle požadavků na velikost požadované axiální síly k dotlačování těsnicích ploch. V alternativním provedení dle obr. 2 může být jak otočný magnetický kroužek 411, tak i pevný magnetický kroužek 412 opatřen na čelní ploše zalisovaným čelním těsnicím kroužkem 416 ze slinutého karbidu, přičemž jak otočný magnetický kroužek 411, tak i pevný magnetický kroužek 412 jsou vytvořeny z permanentně magnetického materiálu. Další možnou alternativou je, že jeden z magnetických kroužků je vyroben z uhlíkatého materiálu s připájeným čelním těsnicím kroužkem 416 ze slinutého karbidu nebo s návarem práškového přídavného materiálu například na bázi chrómu a niklu.According to the invention, a mechanical seal χ consisting of a fixed magnetic ring 412, for example of a permanent magnetic material, is mounted on the shaft χ between the pump housing and its impeller χ, and is sealed by a stator sealing ring 414, for example rubber . This stator sealing ring 414 seals the outer space of the pump from the inner space of the mechanical seal χ. Further, a rotary magnetic strip 411, for example of a permanent magnetic material, is sealed on the shaft X, which is sealed on the shaft χ by a sealing ring 415, for example of rubber. The rotary ring 411 is slidable on the shaft χ and abuts with its lap lap face on the face seal surface of the fixed magnetic ring 412. The thrust axial force is exerted by the magnetic force applied between the rotary magnetic ring 411 and the fixed magnetic ring 412. and an additional magnetic ring 413, also of permanent magnetic material, oriented so that adjacent surfaces of the rotary magnetic ring 411 and the additional magnetic ring 413 have the same polarity. The distance a between the rotary magnetic ring 411 and the additional magnetic ring 413 is adjustable when mounted, for example, from 1 to 5 mm in length according to the required axial force to force the sealing surfaces. In the alternative embodiment of Fig. 2, both the rotary magnetic ring 411 and the fixed magnetic ring 412 may be provided with a pressed-on cemented carbide face seal 416 on the face, wherein both the rotary magnetic ring 411 and the fixed magnetic ring 412 are formed from a sintered carbide. permanent magnetic material. Another possible alternative is that one of the magnetic rings is made of a carbonaceous material with a brazed face seal ring 416 of cemented carbide or a weld filler of a powder add-on material, for example based on chromium and nickel.

Claims (1)

PREDMET vynálezuOBJECT OF THE INVENTION Mechanická ucpávka, tvořená pevným magnetickým kroužkem, uloženým v tělese ucpávky, kterým prochází hřídel a dále tvořená otočným magnetickým kroužkem, vyznačující se tím, že na hřídeli (.1) je na straně protilehlé' k čelní těsnicí ploše otočného magnetického kroužku (411) umístěn přídavný magnetický kroužek (413) , přičemž přivrácené strany přídavného magnetického kroužku (413) a otočného magnetického kroužku (411) mají shodnou magnetickou polaritu.A mechanical seal consisting of a fixed magnetic ring housed in a shaft-passing shaft housing and further comprising a rotary magnetic ring, characterized in that a shaft (.1) is provided on the shaft (.1) opposite the face sealing face of the rotary magnetic ring (411). an additional magnetic ring (413), the facing sides of the additional magnetic ring (413) and the rotatable magnetic ring (411) having the same magnetic polarity.