Полезная модель относится к машиностроению, а именно, к конструкциям торцевых уплотнений.The utility model relates to mechanical engineering, namely, to mechanical seal designs.
Известно торцевое уплотнение вращающегося вала, содержащее неподвижную сборочную единицу, состоящую из обоймы с установленным в ней герметично без проворота кольцом трения, надетую на вал, и установленную герметично с отсутствием проворота посредством вторичного уплотнения во фланец и подвижную в осевом направлении вращающуюся сборочную единицу, надетую на вал, и прижатую усилием сжатой конической пружины к кольцу пары трения неподвижной сборочной единицы, на валу образован уступ, между которым и подвижной в осевом направлении вращающейся сборочной единицей установлена коническая пружина, передающая крутящий момент от вала к вращающейся сборочной единице, направление ее навивки противоположно направлению вращения вала, вращающаяся сборочная единица содержит обойму, в которую герметично установлено с отсутствием проворота кольцо пары трения, прижатое к кольцу пары трения неподвижной сборочной единице, с другой стороны обоймы выполнена внутренняя проточка, в которую установлено вторичное уплотнение, обеспечивающее герметичность между обоймой и валом, упорная шайба и опорный виток большего основания конической пружины, конец опорного витка большего основания пружины отогнут в радиальном направлении наружу и вставлен в радиально выполненную прорезь обоймы (см. патент RU №48014, кл. F16J 15/34, опубл. 10.09.2005). Однако в этом уплотнении в момент пуска уменьшается диаметр большего основания конической пружины и при передаче крутящего момента от вала к обойме вращающейся появляется риск выскальзывания отогнутого конца пружины из прорези обоймы, что приводит к неработоспособности и поломке торцевого уплотнения. Кроме того опорный виток имеющий менее одного опорного витка имеет не строго перпендикулярную поверхность относительно оси вала при передаче крутящего момента и стремится тем самым отклонить обойму вращающейся сборочной единицы от оси перпендикулярной оси вала, тем самым возможно неравномерное прижатие колец трения друг к другу.A mechanical seal of a rotating shaft is known, comprising a stationary assembly unit consisting of a cage with a friction ring installed in it tightly without rotation, put on the shaft, and installed tightly with no rotation by means of a secondary seal in the flange and an axially movable rotating assembly worn on a shaft, and pressed by the force of a compressed conical spring to the ring of a friction pair of a stationary assembly unit, a ledge is formed on the shaft, between which I rotate axially movable The assembly unit has a conical spring that transmits torque from the shaft to the rotating assembly unit, the direction of its winding is opposite to the direction of rotation of the shaft, the rotating assembly unit contains a clip into which the friction pair ring is sealed to the friction pair ring and is pressed against the stationary assembly unit , on the other side of the cage, an internal groove is made into which a secondary seal is installed, which ensures tightness between the cage and the shaft, a persistent joint Ba and the reference coil of the larger base of the conical spring, the end of the reference coil spring larger base is bent radially outwards and inserted in a slot radially formed collar (cm. RU patent No. 48014, cl. F16J 15/34, publ. 09/10/2005). However, in this seal, at the time of start-up, the diameter of the larger base of the conical spring decreases, and when torque is transmitted from the shaft to the rotating cage, there is a risk of the bent end of the spring slipping out of the slot of the cage, which leads to inoperability and breakage of the mechanical seal. In addition, a support coil having less than one support coil has a not strictly perpendicular surface relative to the axis of the shaft when transmitting torque and thereby tends to deflect the holder of the rotating assembly from the axis of the perpendicular axis of the shaft, thereby unevenly pressing the friction rings to each other.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является устранение отмеченного недостатка. Технический результат заключается в повышении надежности работы торцевого уплотнения за счет предотвращения выскальзывания отогнутого конца из прорези обоймы и более равномерного прижатия колец трения друг к другу.The task to which the present utility model is directed is to eliminate the noted drawback. The technical result consists in increasing the reliability of the mechanical seal by preventing the bent end from slipping out of the clip slot and more evenly pressing the friction rings to each other.
Указанная задача решается, а технический результат обеспечивается за счет того, что в торцевом уплотнении вращающегося вала, содержащим неподвижную сборочную единицу, состоящую из обоймы с установленным в ней герметично без проворота кольцом трения, надетую на вал, и установленную герметично с отсутствием проворота посредством вторичного уплотнения во фланец и подвижную в осевом направлении вращающуюся сборочную единицу, надетую на вал, и прижатую усилием сжатой конической пружины к кольцу пары трения неподвижной сборочной единицы, на валу образован уступ, между которым и подвижной в осевом направлении вращающейся сборочной единицей установлена коническая пружина, передающая крутящий момент от вала к вращающейся сборочной единице, направление ее навивки противоположно направлению вращения вала, вращающаяся сборочная единица содержит обойму, в которую герметично установлено с отсутствием проворота кольцо пары трения, прижатое к кольцу пары трения неподвижной сборочной единице, с другой стороны обоймы выполнена внутренняя проточка, в которую установлено вторичное уплотнение, обеспечивающее герметичность между обоймой и валом, упорная шайба и опорный виток большего основания конической пружины, конец опорного витка большего основания пружины отогнут в радиальном направлении наружу и вставлен в радиально выполненную прорезь обоймы, большее основание конической пружины снабжено дополнительным опорным витком, наружный диаметр которого меньше внутреннего диаметра обоймы вращающейся сборочный единицы, а внутренний диаметр «d» меньшего основания пружины в ее исходном состоянии, т.е. состоянии, когда она не надета на вал, меньше диаметра «D» вала.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that in the mechanical seal of the rotating shaft containing a stationary assembly unit consisting of a cage with a friction ring installed in it tightly without turning, put on the shaft, and installed tightly with no turning by means of a secondary seal into the flange and axially movable rotating assembly unit worn on the shaft and pressed by the force of the compressed conical spring to the ring of the friction pair of the stationary assembly unit, n a ledge is formed between the shaft and an axially movable rotating assembly unit, a conical spring is installed that transmits torque from the shaft to the rotating assembly unit, its winding direction is opposite to the shaft rotation direction, the rotating assembly unit contains a holder into which the ring is sealed with no rotation friction pairs pressed against the ring of the friction pair by the stationary assembly unit; on the other side of the cage, an internal groove is made into which the second a seal that ensures tightness between the cage and the shaft, the thrust washer and the support turn of the larger base of the conical spring, the end of the support coil of the larger base of the spring is bent radially outward and inserted into the radially made slot of the clip, the larger base of the conical spring is provided with an additional support coil, the outer diameter of which smaller than the inner diameter of the cage of the rotating assembly unit, and the inner diameter "d" of the smaller base of the spring in its original state, i.e. state when it is not put on the shaft, less than the diameter "D" of the shaft.
На фиг. 1 представлен продольный разрез торцевого уплотнения, на фиг. 2 - вид сбоку на коническую пружину, на фиг. 3 - вид спереди на коническую пружину на фиг. 4 - вращающаяся сборочная единица.In FIG. 1 is a longitudinal section through a mechanical seal; FIG. 2 is a side view of a conical spring, in FIG. 3 is a front view of the conical spring of FIG. 4 - rotating assembly unit.
Торцевое уплотнение вращающегося вала содержит неподвижную сборочную единицу, состоящую из обоймы 1 с установленным в ней герметично без проворота кольцом 2 трения, надетую на вал 3, и установленную герметично с отсутствием проворота посредством вторичного уплотнения 4 во фланец 5 и подвижную в осевом направлении вращающуюся сборочную единицу, надетую на вал 3, и прижатую усилием сжатой конической пружины 6 к кольцу 2 пары трения неподвижной сборочной единицы, на валу образован уступ, между которым и подвижной в осевом направлении вращающейся сборочной единицей установлена коническая пружина 6, передающая крутящий момент от вала 3 к вращающейся сборочной единице, направление ее навивки противоположно направлению вращения вала. Вращающаяся сборочная единица содержит обойму 8, в которую герметично установлено с отсутствием проворота кольцо 7 пары трения, прижатое к кольцу 2 пары трения неподвижной сборочной единице, с другой стороны обоймы выполнена внутренняя проточка, в которую установлено вторичное уплотнение 9, обеспечивающее герметичность между обоймой и валом, упорная шайба 10 и опорный виток 11 большего основания конической пружины 6, конец 12 опорного витка большего основания пружины отогнут в радиальном направлении наружу и вставлен в радиально выполненную прорезь 13 обоймы 8. Большее основание конической пружины 6 снабжено дополнительным опорным витком 14, наружный диаметр которого меньше внутреннего диаметра обоймы вращающейся сборочный единицыThe mechanical seal of the rotating shaft contains a stationary assembly unit consisting of a cage 1 with a friction ring 2 installed in it tightly without rotation, put on the shaft 3, and installed tightly with no rotation through the secondary seal 4 in the flange 5 and axially movable rotating assembly worn on the shaft 3, and pressed by the force of the compressed conical spring 6 to the ring 2 of the friction pair of the stationary assembly unit, a ledge is formed on the shaft, between which the axially rotating An assembly unit has a conical spring 6 that transmits torque from the shaft 3 to the rotating assembly unit, the direction of its winding is opposite to the direction of rotation of the shaft. The rotating assembly unit comprises a ferrule 8, in which the friction pair ring 7 is sealed with no rotation, pressed against the friction pair ring 2 of the stationary assembly unit, on the other side of the ferrule there is an internal groove in which a secondary seal 9 is installed, which ensures tightness between the ferrule and the shaft , thrust washer 10 and support coil 11 of the larger base of the conical spring 6, the end 12 of the support coil of the larger base of the spring is bent radially outward and inserted into the radially made 8. The holder slot 13 larger base of the conical spring 6 is provided with additional reference coil 14 whose outer diameter is smaller than the internal diameter of the rotating cage assembly unit
При работе торцевого уплотнения рабочее усилие сжатия-растяжения прилагают вдоль оси пружины 6, а рабочее усилие крутящего момента передается от вращающегося вала 3 через пружину 6, меньшее основание которой надето с натягом на вал 3, подвижному кольцу 7 трения благодаря тому, что упор-поводок, образованный отогнутым концом 12 пружины 6 расположен в прорези 13 обоймы 8 подвижного кольца 7 трения. Поскольку направление навивки пружины 6 противоположно направлению вращения вала 3, пружина 6 работает на скручивание, что усиливает обжим меньшим основанием пружины 6 вала 3 и практически полностью исключает проскальзывание пружины 6 относительно вала 3 при штатной работе торцевого уплотнения. Под действием осевого усилия сжатой пружины 6 подвижное кольцо трения 7 прижимается к неподвижному кольцу 2 трения, обеспечивая герметизацию по плоскости их контакта. Дополнительный опорный виток 14. большего основания конической пружины 6 предотвращает выскальзывание отогнутого конца 12 из прорези 13 обоймы 8 и более равномерного прижатия колец 2 и 7 трения друг к другу.During the operation of the mechanical seal, the working compression-tension force is applied along the axis of the spring 6, and the working torque is transmitted from the rotating shaft 3 through the spring 6, the smaller base of which is fitted with an interference fit on the shaft 3, to the sliding friction ring 7 due to the stop-leash formed by the bent end 12 of the spring 6 is located in the slot 13 of the cage 8 of the movable friction ring 7. Since the direction of winding the spring 6 is opposite to the direction of rotation of the shaft 3, the spring 6 works by twisting, which enhances the crimping with the smaller base of the spring 6 of the shaft 3 and almost completely eliminates the slipping of the spring 6 relative to the shaft 3 during normal operation of the mechanical seal. Under the action of the axial force of the compressed spring 6, the movable friction ring 7 is pressed against the stationary friction ring 2, providing sealing along the plane of their contact. An additional supporting coil 14. the larger base of the conical spring 6 prevents the bent end 12 from slipping out of the slot 13 of the cage 8 and more uniformly pressing the friction rings 2 and 7 against each other.
Настоящая полезная модель, может быть использована в машиностроении, нефтедобывающей и газодобывающей промышленности в насосах, турбинах и других видах машин, где требуется обеспечить герметичность между вращающимся валом и неподвижными элементами, например корпусом насоса, компрессора или турбины.This utility model can be used in mechanical engineering, oil and gas industry in pumps, turbines and other types of machines where it is necessary to ensure tightness between a rotating shaft and fixed elements, such as a pump, compressor or turbine housing.
