PL177601B1

PL177601B1 - Shaft sealing for a single-stage rotodynamic pump

Info

Publication number: PL177601B1
Application number: PL95310607A
Authority: PL
Inventors: Jan Mrugała
Original assignee: Gruzewski Ryszard
Priority date: 1995-09-20
Filing date: 1995-09-20
Publication date: 1999-12-31
Also published as: PL310607A1

Abstract

The sealing of the shaft of a single-speed rotodynamic pump, driven with an internal combustion engine, electric or hydraulic engine, is mounted on the pumping side in the housing of the stuffing-box of the pump. It consists of a relieving chamber, a stuffing-box and a packing sleeve, mounted with a radial clearance in a socket in the pump body. On the side of the pump inside, the sleeve is equipped with a shoulder with a flat contacting front surface, which fits to the flat front surface of the stuffing-box body, with rope seal secured in the stuffing-box body, behind the stuffing-box sleeve. Unique characteristics: It consists of the sleeve (4) with the flange (4a) mounted to the bearing body of the pump (1). The interface between the pump and the sleeve is sealed with sealing rings (6) and (7). The sleeve has the recess (4b) at one end. The recess accommodates the immobile sealing ring (8) and the mobile sealing ring (9) and the sealing housing (10) with the O-type sealing ring (11), secured with the pressing spring (12), resting against the back part of the impeller hub of the pump (3). At the other end, the sleeve (4) has the recess (4d), which accommodates the rotary shaft lipseal (13). Between the recesses (4b) and (4d), there is a ring-shaped recess (4e), connected through the opening (4f) with the ring chamber (14), which opens to the atmosphere through the opening (14a).

Description

Przedmiotem wynalazku jest uszczelnienie wału pompy wirowej jednostopniowej napędzanej silnikiem spalinowym, elektrycznym lub hydraulicznym przeznaczonej, zwłaszcza do podawania środków gaśniczych w akcjach gaszenia pożarów.The subject of the invention is the shaft seal of a single-stage centrifugal pump driven by an internal combustion engine, electric or hydraulic, intended, in particular, to supply extinguishing agents in firefighting operations.

W znanym rozwiązaniu konstrukcyjnym z polskiego opisu patentowego nr 165 659 uszczelnienie wału pompy jest zamontowane w korpusie dławnicy pompy po stronie tłocznej i składa się z komory odciążającej dławnicy oraz z nieobrotowej tulei dławiącej. Tuleja dławiąca jest osadzona w gnieździe korpusu pompy pływająco z luzem promieniowym a od strony wnętrza pompy jest wyposażona w kołnierz oporowy z płaską powierzchnią styku dopasowaną do współpracującej z nią płaską powierzchnią czoła gniazda korpusu dławnicy. W otworze wewnętrznym tulei dławiącej są wykonane rowki labiryntowe powodujące spadek ciśnienia od obszaru wirnika pompy do wyjścia wałka na zewnątrz pompy, przy czym zastosowane uszczelnienie sznurowe jest osadzone w korpusie dławnicy za tuleją dławiącą. Uszczelnienie według patentu nr 165 659 jak również inne na przykład przedstawione w opisie wzoru użytkowego nr 52 810 są zamontowane w korpusie dławnicy pompy wymagające demontażu wału pompy i węzła łożyskowego w czasie wymiany zużytych elementów uszczelniania i likwidacji przecieków. Z tego względu, ale także w dążeniu do zapewnienia szczelności węzła łożyskowego wynikła potrzeba opracowania konstrukcji uszczelnienia stanowiącego samodzielny zespół uszczelniający połączony rozłącznie z korpusem i wałkiem pompy, spełniającego wymagania w zakresie wysokiego stopnia uszczelnienia oraz dogodnego i sprawnego usunięcia nieszczelności z jednoczesnym opracowaniem sygnalizacji o pojawiającej się nieszczelności w czasie pracy pompy wirowej jednostopniowej.In the known design from Polish Patent No. 165 659, the pump shaft seal is mounted in the pump stuffing box body on the discharge side and consists of a gland relief chamber and a non-rotating choke bushing. The choke bushing is seated in the seat of the pump body floating with radial play, and from the inside of the pump it is equipped with a stop flange with a flat contact surface matching the flat face of the gland body seat mating with it. Labyrinth grooves are provided in the internal bore of the throttle bushing, which cause a pressure drop from the area of the pump impeller to the shaft exit outside the pump, and the applied packing is seated in the stuffing box body behind the throttle bushing. The seal according to Patent No. 165,659, as well as others, for example, described in Utility Model No. 52,810, are mounted in the pump stuffing box body requiring removal of the pump shaft and bearing assembly during replacement of worn sealing elements and repair of leaks. For this reason, but also in order to ensure the tightness of the bearing arrangement, a need arose to develop a seal structure constituting an independent sealing unit detachably connected with the body and shaft of the pump, meeting the requirements for a high degree of sealing and convenient and efficient removal of leaks with simultaneous development of signaling about appearing leaks during operation of a single-stage centrifugal pump.

Według wynalazku uszczelnienie wału pompy wirowej jednostopniowej napędzanej silnikiem spalinowym, elektrycznym lub hydraulicznym które w dotychczas znanym rozwiązaniu jest zamontowane w korpusie dławnicy pompy po stronie tłocznej i składające się z komory odciążającej, dławnicy oraz z tulei dławiącej osadzonej w gnieździe korpusu pompy pływająco z luzem promieniowym, a od strony wnętrza pompy wyposażonej w kołnierz oporowy z płaską czołową powierzchnią styku dopasowaną do współpracującej z nią płaską powierzchnią czoła gniazda korpusu dławnicy z uszczelnieniem sznurowym osadzonym w kor177 601 pusie dławnicy za tuleją dławnicy. charakteryzuje się tym, że ma tuleję z kołnierzem zamocowaną do korpusu łożyskowego pompy i uszczelnioną z tym korpusem dwoma pierścieniami uszczelniającymi. W tulei na obu jej końcach w otworze osiowym są wykonane podtoczenia, przy czym w jednym podtoczeniu jest osadzony pierścień uszczelniający nieruchomy i pierścień uszczelniający ruchomy oraz korpus uszczelnienia z pierścieniem uszczelniającym typu „0” dociskanym sprężyną dociskową opartą o tylną część piasty wirnika pompy, natomiast w⁷drugim podtoczeniu jest osadzony pierścień uszczelniający typu Simmera. Pomiędzy podtoczeniami na obu końcach tulei jest wykonane wybranie pierścieniowe połączone otworem z komorą pierścieniową a komora ta z atmosferą poprzez otwór w korpusie łożyskowym pompy.According to the invention, the shaft seal of a single-stage centrifugal pump driven by an internal combustion engine, electric or hydraulic, which in the previously known solution is mounted in the pump stuffing box body on the discharge side and consists of a relief chamber, a stuffing box and a choke bushing in a floating pump body seat with radial clearance, and from the inside of the pump, equipped with a support flange with a flat face of the contact matched to the mating flat face of the gland body seat with a gland seated in the gland bushing 177 601 behind the gland bushing. characterized in that it has a flanged sleeve attached to the pump bearing housing and sealed to the pump bearing housing by two sealing rings. In the sleeve at both ends in the axial bore there are grooves, while in one groove there is a stationary sealing ring and a movable sealing ring, and a seal body with a sealing ring of "0" type pressed by a pressure spring resting on the rear part of the pump impeller hub, while in ^{7, the} second groove is a seal ring of the Simmer type. Between the recesses at both ends of the sleeve, an annular recess is made, connected by a hole with the annular chamber, and the chamber with the atmosphere through a hole in the pump bearing housing.

Konstrukcję uszczelnienia według wynalazku można uznać za optymalną w zakresie zapewnienia szczelności sektora wodnego poprzez zastosowanie uszczelnienia mechanicznego i utworzenie wybrania pierścieniowego połączonego z otwartą komorą pierścieniową. Powstanie nieszczelności w wyniku naturalnego zużycia składowych elementów uszczelnienia powoduje, że woda przedostaje się do wybrania pierścieniowego i pod działaniem siły odśrodkowej jest wyrzucana do komory pierścieniowej a z tej komory poprzez otwór na zewnątrz poza pompę, przy czym wybranie pierścieniowe jest dodatkowo uszczelnione pierścieniem uszczelniającym, który zamyka zespół uszczelniający od strony układu łożyskowania pompy przez co wyciekająca woda nie przedostanie się do układu łożyskowego pompy w każdych warunkach powstania nieszczelności. Jednocześnie wypływ wody z komory pierścieniowej, stanowi sygnalizację o powstałych nieszczelnościach w uszczelnieniu mechanicznym.The structure of the seal according to the invention can be considered optimal in terms of ensuring the tightness of the water sector by applying a mechanical seal and creating an annular recess connected to the open annular chamber. The occurrence of a leak as a result of natural wear of the components of the seal causes that the water enters the annular cavity and under the action of centrifugal force is ejected into the annular chamber and from this chamber through an opening outside the pump, while the annular recess is additionally sealed with a sealing ring that closes a sealing unit on the side of the pump bearing system, so that the leaking water will not get into the pump bearing system under all leakage conditions. At the same time, the outflow of water from the annular chamber is a signal of leaks in the mechanical seal.

Rozwiązanie konstrukcyjne zespołu uszczelniającego wyróżnia się prostym montażem i demontażem umożliwiając przy szybkim demontażu na ocenę stopnia zużycia składowych elementów uszczelnienia i likwidacji sygnalizowanych przecieków.The constructional solution of the sealing unit is distinguished by simple assembly and disassembly, allowing for quick disassembly to assess the degree of wear of the sealing components and eliminate leaks indicated.

Przedmiot wynalazku jest pokazany na załączonym rysunku, na którym przedstawiono uszczelnienie wału pompy wirowej w częściowym przekroju wzdłuż osi uszczelnianego wału pompy.The subject of the invention is shown in the attached drawing, which shows the shaft seal of an impeller pump in a partial section along the axis of the pump shaft to be sealed.

Jak pokazano na rysunku uszczelnienie jest wyposażone w tuleję 4 zamocowaną śrubami 5 poprzez przynależny kołnierz 4a do korpusu łożyskowego pompy 1 i uszczelnioną z tym korpusem pierścieniami uszczelniającymi 6 i 7. W otworze osiowym tulei 4 od strony wirnika pompy 3 jest wykonane podtoczenie 4b, w którym jest osadzony pierścień uszczelniający nieruchomy 8 i pierścień uszczelniający ruchomy 9 oraz korpus uszczelniania 10 z pierścieniem uszczelniającym 11 typu „0”, który uszczelnia wał 2 pompy. Pomiędzy wirnikiem pompy 3 i korpusem uszczelnienia 10 na wale 2 jest osadzona spręży na. dociskowa 12 powodująca docisk pierścienia uszczelniającego nieruchomego 8 i pierścienia uszczelniającego ruchomego 9 poprzez korpus uszczelnienia 10 do kołnierza oporowego 4c w tulei 4. Na drugim końcu tuleja 4 ma podtoczenie 4d, w którym jest osadzony pierścień uszczelniający 13 typu Simmera, zamykający uszczelnienie od strony łożyskowania wału 2. Pomiędzy podtoczeniami 4b i 4d w tulei 4 jest wybranie pierścieniowe 4e połączone otworem 4f z komorą pierścieniową 14 złożoną z wybrania po zewnętrznej tulei 4 i z wybrania w korpusie pompy 1, przy czym komora pierścieniowa 14 jest poprzez otwór 14a połączona z atmosferą. Wybranie pierścieniowe 4e i komora pierścieniowa 14 stanowią dodatkowe zabezpieczenie przed przedostaniem się wody z sektora tłocznego pompy do węzła łożyskowania wału 2. Przy powstaniu nieszczelności w mechanicznym uszczelnieniu przedostająca się woda do wybrania pierścieniowego 4e jest pod działaniem siły odśrodkowej wyrzucana otworem 4f do komory pierścieniowej 14 i z tej komory poprzez otwór 14a do atmosfery. Pojawienie się wycieku z otworu 14a sygnalizuje o powstaniu nieszczelności w sektorze tłocznym pompy. Likwidacja przecieku przy takiej konstrukcji uszczelnienia jako wymiennego zespołu uszczelniającego sprowadza się do wykonania kilku najprostszych czynności montażowych.As shown in the drawing, the seal is equipped with a sleeve 4 fixed by bolts 5 through the associated flange 4a to the bearing housing of pump 1 and sealed with this housing by sealing rings 6 and 7. In the axial bore of the sleeve 4 on the impeller side of the pump 3 there is a groove 4b in which there is mounted a fixed sealing ring 8 and a movable sealing ring 9 and a sealing body 10 with a "0" type sealing ring 11, which seals the pump shaft 2. A spring is mounted on the shaft 2 between the pump impeller 3 and the seal body 10 on the shaft 2. pressure 12 causing pressure of the fixed sealing ring 8 and the movable sealing ring 9 through the seal body 10 to the support flange 4c in the sleeve 4. At the other end, the sleeve 4 has a recess 4d, in which a Simmer-type sealing ring 13 is mounted, closing the seal on the shaft bearing side 2. Between the recesses 4b and 4d in the sleeve 4 there is an annular recess 4e connected by an opening 4f with an annular chamber 14 composed of a recess on the outer sleeve 4 and a recess in the pump housing 1, the annular chamber 14 is connected to the atmosphere through the opening 14a. The annular recess 4e and the annular chamber 14 provide additional protection against the ingress of water from the pressure sector of the pump into the shaft bearing nipple 2. When a leak occurs in the mechanical seal, the water entering the annular recess 4e is thrown through the opening 4f into the annular chamber 14 by the centrifugal force. this chamber through opening 14a to the atmosphere. The appearance of leakage from the opening 14a indicates that there is leakage in the discharge sector of the pump. Eliminating the leak with such a seal design as a replaceable sealing unit comes down to a few simplest assembly steps.

177 601177 601

4b 5 4q 6 4 14 4e 7 4d4b 5 4q 6 4 14 4e 7 4d

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 70 copies. Price PLN 2.00.

Claims

Patent claim

Shaft seal of a single-stage centrifugal pump driven by an internal combustion engine, electric or hydraulic mounted in the pump stuffing box body on the discharge side and consisting of a relief chamber, a stuffing box and a choking bush seated in the pump body seat floating with radial clearance and on the inside of the pump equipped with a thrust flange with a flat face of the contact matched to the mating flat face of the gland body seat with a cord packing embedded in the pump stuffing box body behind the stuffing box bushing, characterized by the sleeve (4) with a flange (4a) attached to the pump bearing body (1) and sealed with this body by sealing rings (6) and (7), with a recess (4b) at one end and a stationary sealing ring (8) and a movable sealing ring (9) and a seal body (10) in this groove with O-ring (11) pressed against compress the pressure ring (12) rests on the rear part of the pump impeller hub (3), and at the other end of the sleeve (4) there is a groove (4d) in which a Simmer-type sealing ring (13) is mounted, while between the grooves (4b) and (4d) there is an annular recess (4e) connected by an opening (4f) with the annular chamber (14) and this chamber with the atmosphere through the opening (14a).