RU2424459C1 - Cooled gland seal for vessels with explosive mixture - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building. ^ SUBSTANCE: cooled gland seal consists of case with chamber and system of natural circulation of closing fluid. The case of the device is axisymmetrical to shafting and has a press-on bush enveloping shafting and pressing packing elements to a support ring by means of a pin with a nut through a flexible packing ring. Also, the support ring is rigidly tied with the case and is coaxial to the bush. The support ring is positioned in a lower section of the case. A cylinder jacket for supply of cooling fluid via a connecting pipe and nozzle is located axisymmetrical to the case. The nozzle is made in the case. System of natural circulation of closing fluid corresponds to a chamber of end packing, input of which is connected with a heat exchanger, while output - with pneumatic hydro-accumulator via a pressure gauge. The heat exchanger is also connected with the pneumatic hydro-accumulator via shut-off accessories and a filter. The pneumatic hydro-accumulator is connected in turn to a tank with a funnel. The tank is connected to the pneumatic hydro-accumulator through a bypass with shut-off accessories via the pressure gauge. ^ EFFECT: increased efficiency of process equipment protection from explosions owing to raised reliability of packing shafts of vessels. ^ 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взврывозащиты технологического оборудования.The invention relates to mechanical engineering and can be used for explosion protection of technological equipment.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является предохранительное устройство по авт.св. СССР № 593019, F16D 3/04, 1976 г. (прототип), содержащее корпус с камерой и систему естественной циркуляции запирающей жидкости.The closest technical solution to the claimed object is a safety device for ed. USSR No. 593019, F16D 3/04, 1976 (prototype), comprising a housing with a camera and a system of natural circulation of the locking fluid.

Недостатком известного решения является сравнительно невысокая надежность уплотнения валов аппаратов.A disadvantage of the known solution is the relatively low reliability of the shaft seal devices.

Технический результат - повышение эффективности защиты технологического оборудования от взрывов путем увеличения надежности уплотнения валов аппаратов.The technical result is an increase in the efficiency of protection of technological equipment from explosions by increasing the reliability of the shaft seal devices.

Это достигается тем, что в торцевом предохранительном уплотнении для аппаратов со взрывоопасной смесью сальниковое охлаждаемое уплотнение для аппаратов со взрывоопасной смесью, содержащее корпус с камерой и систему естественной циркуляции запирающей жидкости, имеет корпус, который выполнен осесимметричным валопроводу и содержит охватывающую валопровод нажимную втулку, прижимающую уплотнительные элементы посредством шпильки с гайкой, через упругое уплотнительное кольцо к жестко связанному с корпусом, опорному кольцу, соосному втулке и расположенному в нижней части корпуса, а осесимметрично корпусу расположена цилиндрическая рубашка для подвода охлаждающей жидкости через штуцер и сопло, выполненное в корпусе, а система естественной циркуляции запирающей жидкости выполнена в виде камеры торцового уплотнения, вход которой связан с теплообменником, а выход с пневмогидроаккумулятором через манометр, при этом теплообменник через запорную арматуру и фильтр также соединен с пневмогидроаккумулятором, который в свою очередь соединен с баком, имеющим воронку, и соединенным через байпас с запорной арматурой через манометр с пневмогидроаккумулятором.This is achieved by the fact that in the mechanical safety seal for devices with an explosive mixture, the gland cooled seal for devices with an explosive mixture, containing a housing with a chamber and a natural system of locking fluid, has a housing that is made of an axisymmetric shaft line and contains a pressure sleeve covering the shaft, pressing the sealing elements by means of a stud with a nut, through an elastic sealing ring to a support ring rigidly connected to the body, a support ring, coaxial with the bushings and located in the lower part of the housing, and axisymmetrically to the housing, there is a cylindrical shirt for supplying coolant through the nozzle and nozzle made in the housing, and the system of natural circulation of the locking fluid is made in the form of a mechanical seal chamber, the inlet of which is connected to the heat exchanger, and the outlet with a pneumatic accumulator through a manometer, while the heat exchanger through the shutoff valves and the filter is also connected to a pneumatic accumulator, which in turn is connected to a tank having a funnel, and is connected through a bypass with shut-off valves through a pressure gauge with a pneumatic accumulator.

На фиг.1 представлен фронтальный разрез сальникового предохранительного уплотнения для аппаратов со взрывоопасной смесью; на фиг.2 - представлена схема обвязки сальникового уплотнения с естественной циркуляцией запирающей жидкости;Figure 1 shows the frontal section of the gland safety seal for devices with explosive mixtures; figure 2 - presents a diagram of the strapping of the stuffing box with the natural circulation of the locking fluid;

Сальниковое охлаждаемое уплотнение для аппаратов со взрывоопасной смесью содержит корпус 1 (фиг.1), осесимметричный валопроводу; охватывающую валопровод нажимную втулку 2, прижимающую уплотнительные элементы 8 (набивку) посредством шпильки 3 с гайкой, через упругое уплотнительное кольцо 9 к жестко связанному с корпусом 1 опорному кольцу 10, которое соосно втулке 2 и расположено в нижней части корпуса 1. Осесимметрично корпусу расположена цилиндрическая рубашка 6, образующая с корпусом камеру для подвода охлаждающей жидкости, причем рубашка связана с корпусом через радиальное 4 и торцевое 7 уплотнения в корпусе 1. Для подвода охлаждающей жидкости в рубашке имеется штуцер, а в корпусе выполнено сопло 5.The gland cooled seal for devices with explosive mixtures contains a housing 1 (figure 1), an axisymmetric shaft line; the pressure sleeve enclosing the shaft shaft 2, pressing the sealing elements 8 (packing) by means of a pin 3 with a nut, through an elastic sealing ring 9 to a support ring 10 rigidly connected to the body 1, which is coaxial with the sleeve 2 and located in the lower part of the housing 1. A cylindrical axisymmetric to the housing a jacket 6, forming a chamber for supplying coolant to the housing, the jacket being connected to the housing through a radial 4 and end 7 seals in the housing 1. There is a fitting for supplying coolant to the jacket , and nozzle 5 is made in the housing.

Система естественной циркуляции запирающей жидкости (фиг.2) выполнена в виде камеры 6 сальникового уплотнения, вход которой связан с теплообменником 11, а выход с пневмогидроаккумулятором 13 через манометр 17. Теплообменник 11 через запорную арматуру 16 и фильтр 12 также соединен с пневмогидроаккумулятором 13, который в свою очередь соединен с баком 14, имеющим воронку 15 и соединенным через байпас с запорной арматурой через манометр 18 с пневмогидроаккумулятором 13.The system of natural circulation of the locking fluid (figure 2) is made in the form of a chamber 6 of the stuffing box seal, the input of which is connected to the heat exchanger 11, and the outlet with the pneumatic accumulator 13 through the pressure gauge 17. The heat exchanger 11 through the shut-off valve 16 and the filter 12 is also connected to the pneumatic accumulator 13, which in turn, connected to a tank 14 having a funnel 15 and connected through a bypass to the shutoff valves through a pressure gauge 18 with a pneumatic accumulator 13.

Сальниковое охлаждаемое уплотнение для аппаратов со взрывоопасной смесью работает следующим образом.Gland cooled seal for devices with explosive mixtures works as follows.

Сальниковое предохранительное уплотнение применяется для уплотнения валов вертикальных аппаратов, содержащих взрывоопасные, пожароопасные и вредные среды. Сальниковые уплотнения позволяют практически полностью предотвратить утечки рабочей среды из аппарата или попадание воздуха внутрь аппарата. Сальниковые уплотнения устанавливаются на аппараты, содержащие нейтральные среды или вещества, отнесенные к четвертому классу вредности. Применение сальниковых уплотнений для аппаратов, содержащих вредные вещества, отнесенные к первому-третьему классам опасности, допускается при условии наличия паров этих веществ над поверхностью жидкости в аппарате в количестве, не превышающем предельно допустимые концентрации. Применение сальниковых уплотнений для аппаратов, содержащих взрывоопасные вещества, не рекомендуется.The gland safety seal is used to seal the shafts of vertical apparatuses containing explosive, fire hazardous and noxious environments. Stuffing box seals can almost completely prevent leakage of the working medium from the device or air entering the device. Stuffing box seals are installed on devices containing neutral media or substances assigned to the fourth class of harmfulness. The use of stuffing box seals for devices containing harmful substances assigned to the first or third hazard classes is allowed provided that there are vapors of these substances above the liquid surface in the device in an amount not exceeding the maximum permissible concentration. The use of stuffing box seals for apparatus containing explosive substances is not recommended.

Радиальное и угловое биения вала аппарата в зоне уплотнения, а также смещения неподвижных деталей корпуса уплотнения относительно оси вала не должны превышать 0,2 мм и 0,25° соответственно. Работоспособность уплотнений обеспечивается правильным выбором схемы подачи запирающей жидкости, которая одновременно обеспечивает охлаждение и смазку деталей уплотнения. Для предлагаемого уплотнения применяется схема с естественной циркуляцией запирающей жидкости.The radial and angular runout of the apparatus shaft in the seal zone, as well as the displacement of the stationary parts of the seal housing relative to the shaft axis, must not exceed 0.2 mm and 0.25 °, respectively. The performance of the seals is ensured by the correct choice of the locking fluid supply scheme, which simultaneously provides cooling and lubrication of the seal parts. For the proposed seal, a scheme with natural circulation of the locking fluid is used.

Схему обвязки с естественной циркуляцией запирающей жидкости (фиг.2) рекомендуется применять при работе уплотнения в следующих условиях: частота вращения вала до 5 с^-1; температура рабочей среды в аппарате от -30 до +150°С. Давление запирающей жидкости поддерживается за счет давления в аппарате, если среда невредная и невзрывоопасная, или за счет подачи азота под давлением при взрывоопасной и токсичной среде. Запирающая жидкость циркулирует в замкнутом контуре вследствие разности плотностей нагретых и охлажденных слоев жидкости на разных уровнях. Для лучшей циркуляции пневмогидроаккумулятор 13 следует устанавливать в непосредственной близости от уплотнения, на высоте не менее 2 м. В качестве запирающей жидкости применяют обессоленную воду, масло или другие жидкости, химически совместимые с рабочей средой, но невредные и невзрывоопасные. Температура запирающей жидкости на выходе из уплотнения не должна превышать 80°С. Давление запирающей жидкости должно быть выше давления среды в аппарате на 0,05-0,1 МПа.The strapping scheme with the natural circulation of the locking fluid (Fig. 2) is recommended to be used when sealing is operating under the following conditions: shaft rotation speed up to 5 s ^-1 ; the temperature of the working environment in the apparatus is from -30 to + 150 ° C. The pressure of the locking fluid is maintained due to the pressure in the apparatus if the medium is harmless and non-explosive, or due to the supply of nitrogen under pressure in an explosive and toxic environment. The locking liquid circulates in a closed circuit due to the difference in densities of the heated and cooled layers of the liquid at different levels. For better circulation, the pneumatic accumulator 13 should be installed in the immediate vicinity of the seal, at a height of not less than 2 m. Desalted water, oil or other liquids chemically compatible with the working medium, but non-hazardous and non-explosive, are used as a locking liquid. The temperature of the locking fluid at the outlet of the seal must not exceed 80 ° C. The pressure of the locking fluid should be higher than the pressure of the medium in the apparatus by 0.05-0.1 MPa.

Claims (1)

Сальниковое охлаждаемое уплотнение для аппаратов с взрывоопасной смесью, содержащее корпус с камерой и систему естественной циркуляции запирающей жидкости, отличающееся тем, что корпус выполнен осесимметричным валопроводу и содержит охватывающую валопровод нажимную втулку, прижимающую уплотнительные элементы посредством шпильки с гайкой, через упругое уплотнительное кольцо к жестко связанному с корпусом, опорному кольцу, соосному втулке и расположенному в нижней части корпуса, а осесимметрично корпусу расположена цилиндрическая рубашка для подвода охлаждающей жидкости через штуцер и сопло, выполненное в корпусе, а система естественной циркуляции запирающей жидкости выполнена в виде камеры торцового уплотнения, вход которой связан с теплообменником, а выход - с пневмогидроаккумулятором через манометр, при этом теплообменник через запорную арматуру и фильтр также соединен с пневмогидроаккумулятором, который в свою очередь соединен с баком, имеющим воронку и соединенным через байпас с запорной арматурой через манометр с пневмогидроаккумулятором. Cooled stuffing box seal for devices with explosive mixtures, comprising a housing with a chamber and a natural system of locking fluid circulation, characterized in that the housing is made of an axisymmetric shaft conduit and contains a pressure sleeve covering the shaft conduit, pressing the sealing elements by means of a stud with a nut, through an elastic sealing ring to a rigidly connected with a housing, a support ring, a coaxial bushing and located in the lower part of the housing, and a cylindrical a drain for supplying coolant through the nozzle and nozzle, made in the housing, and the system of natural circulation of the locking fluid is made in the form of a mechanical seal chamber, the inlet of which is connected to the heat exchanger, and the outlet - with a pneumatic accumulator through a pressure gauge, while the heat exchanger through shutoff valves and a filter connected to a pneumatic accumulator, which in turn is connected to a tank having a funnel and connected through a bypass to the shutoff valves through a pressure gauge with a pneumatic accumulator.

Images