PL183863B1

PL183863B1 - End-face mechanical seal in particular against contaminated liquids

Info

Publication number: PL183863B1
Application number: PL97321334A
Authority: PL
Inventors: Jan Wawak; Andrzej Szulkowski; Krzysztof Foryś
Original assignee: Anga Uszczelnienia Mechaniczne
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 2002-07-31
Also published as: PL321334A1

Abstract

1. Uszczelnienie mechaniczne czołowe, zwłaszcza do cieczy zanieczyszczonych, mające układ cieczowego przepłukiwania i chłodzenia elementów uszczelnienia, pierścienie ślizgowe obrotowe i stałe, sprężyny śrubowe osadzonew koszyku oraz centrujące łapkimocowane na wale poprzez pierścień mocujący, wkręty i śruby, znamienne tym, że przy zamkniętym i/lub otwartym do zewnątrz uszczelnienia układem przepłukiwania posiada nośny pierścień stały (23) tak wydłużony i wyprofilowany zewnętrznie schodkowo, że wraz z pierścieniami uszczelniającymi (6 i 8) ułożonymi w pokrywie (19) i pierścieniem uszczelniającym (7) ułożonym w koszyku (10) tworzy układ uszczelnienia sprężyn śrubowych (9) przed zanieczyszczeniami uszczelnianego medium, zaś w obszarze wewnętrznego wybrania (W) koszyka (10) osadzonyjest na tulei (2) poprzezpodkładkę oporową (15) elastyczny czołowy pierścień uszczelniający (14), którego część wargowa (Cw) skojarzona jest ruchowo z czołowąpowierzchnią (Cp) stałego pierścienia (12) osadzonego poprzez pierścień oporowy (17) i pierścień uszczelniający (13) w pokrywie (19), a ta czołowa powierzchnia (Cp) ma chropowatość nie większą niż kilka setnych części mikrona1. A mechanical face seal, especially for contaminated liquids, having a system for liquid flushing and cooling of the sealing elements, rotary and stationary sliding rings, helical springs mounted in a cage and centring lugs mounted on the shaft by means of a mounting ring, screws and bolts, characterized in that when the sealing flushing system is closed and/or open to the outside, it has a supporting stationary ring (23) so elongated and externally stepped profiled that together with the sealing rings (6 and 8) arranged in the cover (19) and the sealing ring (7) arranged in the cage (10) it forms a sealing system for the helical springs (9) against contamination of the sealed medium, and in the area of the internal recess (W) of the cage (10) an elastic front sealing ring (14) is mounted on the sleeve (2) through a thrust washer (15), the lip part (Cw) of which is movably associated with the front surface (Cp) of the stationary ring (12) mounted through the retaining ring (17) and the sealing ring (13) in the cover (19), and this front surface (Cp) has a roughness of not more than a few hundredths of a micron

Description

Przedmiotem wynalazku jest uszczelnienie mechaniczne czołowe, zwłaszcza do cieczy zanieczyszczonych, wyposażone w układ cieczowego przepłukiwania i chłodzenia elementów uszczelniających.The subject of the invention is a mechanical face seal, especially for contaminated liquids, equipped with a liquid flushing and cooling system for sealing elements.

Znane uszczelnienia mechaniczne czołowe do cieczy zanieczyszczonych posiadają oprócz układu przepłukiwania uszczelnienie wtórne w postaci dodatkowej pary nieelastycznych pierścieni ślizgowych i zabezpieczenie sprężyn dociskowych przed zanieczyszczeniem w postaci dodatkowych elementów obejmujących między innymi obudowę par pierścieni ślizgowych i tulejki pośrednie. Uszczelnienia te budowane są odrębnie dla tzw. uszczelnień stykowych i bezstykowych, przy czym dla uzyskania wspomagania obiegu płuczącego stosowane są dodatkowe, trudne w wykonaniu rozwiązania hydrauliczne lub mechaniczne.Known mechanical face seals for contaminated liquids, in addition to the flushing system, have a secondary seal in the form of an additional pair of inelastic slip rings and protection of the pressure springs against contamination in the form of additional elements, including, inter alia, a housing for a pair of slip rings and intermediate sleeves. These seals are built separately for the so-called contact and non-contact seals, while additional, difficult to implement hydraulic or mechanical solutions are used to support the flushing cycle.

Do wad technicznych i technologicznych tych uszczelnień należy więc zaliczyć: zbytnie i trudne technologicznie rozbudowanie uszczelnienia o zespół uszczelniaj ący wtórny z nieelastycznymi pierścieniami ślizgowymi, skomplikowane rozwiązanie zabezpieczenia sprężyn dociskowych przed zanieczyszczeniami, brak prostego w budowie wspomagania obiegu cieczy płuczącej, jak również brak jednego i prostego rozwiązania konstrukcyjnego dla uzyskania uszczelnienia stykowego jak i bezstykowego.The technical and technological disadvantages of these seals include: excessive and technologically difficult expansion of the seal with a secondary sealing unit with inelastic slip rings, a complicated solution to protect the pressure springs against contamination, the lack of simple-to-design support for the flushing liquid circulation, as well as the lack of a single and simple design solution for both contact and non-contact sealing.

Uniknięcie wymienionych wad osiągnięto przez uszczelnienie, które przy zamkniętym lub otwartym do zewnątrz układem przepłukiwania posiada nośny pierścień stały tak wydłużonyThe above-mentioned disadvantages have been avoided by a seal which, when the flushing system is closed or open to the outside, has a supporting fixed ring so elongated

183 863 i wyprofilowany schodkowo, że wraz z pierścieniami uszczelniającymi ułożonymi w pokrywie i koszyku tworzy układ uszczelnienia sprężyn śrubowych, zaś w obszarze wewnętrznego wybrania koszyka osadzony jest na tulei poprzez podkładkę oporową elastyczny czołowy pierścień uszczelniający, którego część wargowa skojarzona jest ruchowo z czołową powierzchnią stałego pierścienia osadzonego poprzez pierścień oporowy i pierścień uszczelniający w pokrywie, a ta czołowa powierzchnia ma chropowatość nie większąniż kilka setnych części mikrona. Przy tym, wewnętrzne wybranie koszyka połączone jest przepływowo z otworem pokrywy odprowadzającym ciecz płuczącą z uszczelnienia, a moment obrotowy z pierścienia ślizgowego stałego przenoszony jest przez poprzeczne zabierakowe kołki umieszczone w koszyku. Ponadto, uzyskanie uszczelnienia bezstykowego zamiast stykowego występuje przy tej samej całościowej konstrukcji tylko poprzez jedną parę pierścieni ślizgowych przystosowanych do takiego uszczelnienia.183 863 and shaped stepwise, that together with the sealing rings arranged in the cover and the cage, it forms a sealing system for coil springs, and in the area of the internal recess of the cage, an elastic front sealing ring is mounted on the sleeve through a thrust washer, the lip part of which is connected in movement with the front surface of the fixed a ring seated through a thrust ring and an o-ring in the cover, and this end face has a roughness of no more than a few hundredths of a micron. In this case, the inner recess of the basket is in fluid communication with the opening of the cover which discharges the flushing liquid from the seal, and the torque from the wear ring is transmitted through transverse driving pins arranged in the basket. Moreover, obtaining a non-contact seal instead of a contact seal occurs with the same overall structure only by one pair of slip rings adapted to such a seal.

Uszczelnienie mechaniczne czołowe zwłaszcza do cieczy zanieczyszczonych wykonane według wynalazku charakteryzuje się uproszczoną technologicznie budową zapewniającą zwiększenie trwałości wszystkich elementów ślizgowych zwłaszcza uszczelnienia wtórnego i sprężyn dociskowych, dostosowaniem rozwiązania do uszczelnień stykowych i bezstykowych, oraz prostym w konstrukcji wspomaganiem obiegu płuczącego.The mechanical face seal, especially for contaminated liquids, made according to the invention is characterized by a technologically simplified structure ensuring an increase in the durability of all sliding elements, especially the secondary seal and compression springs, adaptation of the solution to contact and non-contact seals, and a simple design support of the flushing cycle.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w dwóch przykładach wykonania na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia przekrój podłużny przez uszczelnienie stykowe, fig. 2 - szczegół “A” dla uszczelnienia bezstykowego i fig. 3 - przekrój B-B z fig. 2.The subject matter of the invention is illustrated in two embodiments in the drawings, in which fig. 1 shows a longitudinal section through a butt seal, fig. 2 - detail "A" for a non-contact seal, and fig. 3 - section B-B in fig. 2.

Jak uwidoczniono na fig. 1 w uszczelnieniu stykowym przy zamkniętym do zewnątrz uszczelnienia układem przepłukiwania uszczelnienie posiada nośny pierścień stały 23 tak wydłużony i wyprofilowany zewnętrznie przez trzy schodki, że wraz z pierścieniami uszczelniającymi 6 i 8 ułożonymi w pokrywie 19 i pierścieniem uszczelniającym 7 ułożonym w koszyku 10 tworzy układ uszczelnienia sprężyn śrubowych 9 przed zanieczyszczeniami uszczelnianego medium. W obszarze wewnętrznego wybrania W koszyka 10 osadzony jest na tulei 2 poprzez podkładkę oporową 15 elastyczny czołowy pierścień uszczelniający 14 którego część wargowa Cw skojarzona jest ruchowo z czołową powierzchnią Cp stałego pierścienia 12 osadzonego poprzez pierścień oporowy 17 i pierścień uszczelniający 13 w pokrywie 19, przy czym czołowa powierzchnia Cp ma chropowatość Ra=0,04 pm. Wewnętrzne wybranie W koszyka 10 połączone jest przepływowo z otworem 01 pokrywy 19 odprowadzającym ciecz płuczącą z uszczelnienia, zaś dopływ cieczy płuczącej do uszczelnienia następuje przez otwór 03 usytuowany w pokrywie 19 a odpowietrzenie układu przez otwór 02. W uszczelnieniu moment obrotowy z pierścienia ślizgowego stałego 5 przenoszony jest przez poprzeczne zabierakowe kołki 22 usytuowane w koszyku 10 a pierścień ślizgowy obrotowy 4 oraz pierścień ślizgowy stały 5 mają powierzchnie stykowe gładkie. Uszczelnienie wału 1 względem tulei 2 następuje przez pierścień uszczelniający 3, zaś uszczelnienie dławnicy 20 względem pokrywy 19 przez pierścień uszczelniający 26. Docisk sprężyn śrubowych 9 na nośny pierścień stały 23 przenoszony jest poprzez podkładkę 1 lułożonąna nośnym pierścieniu stałym 23, i zabezpieczoną przez kołek 21. Centrujące łapki 16 ułożone są swymi końcówkami w wybraniu pokrywy 19 i zamocowane do wału 1 poprzez pierścień mocujący 18 wkręty 24 i śruby 25. W uszczelnieniu wtórnym element wargowy elastycznego czołowego pierścienia uszczelniającego 14 poprzez jego ruch wirowy daje wspomaganie dla przebiegu cieczy płuczącej w kierunku do otworu odprowadzającego 01. Na fig. 2 i fig. 3 uwidoczniono przykład wykonania uszczelnienia bezstykowego przy uwzględnieniu tylko pierścienia ślizgowego obrotowego 4' i pierścienia ślizgowego stałego 5'.As shown in Fig. 1 in the contact seal with the seal closed to the outside by the flushing system, the seal has a supporting stationary ring 23 so elongated and externally profiled by three steps that together with the sealing rings 6 and 8 arranged in the cover 19 and the sealing ring 7 arranged in the basket 10 forms a sealing system for the coil springs 9 against contamination of the sealed medium. In the area of the inner recess W of the cage 10, an elastic face sealing ring 14 is mounted on the sleeve 2 through a thrust washer 15, the lip part Cw of which is movably connected to the face Cp of the fixed ring 12 seated by the support ring 17 and the sealing ring 13 in the cover 19, whereby the face Cp has a roughness Ra = 0.04 µm. The internal recess in the basket 10 is in fluid communication with the opening 01 of the cover 19 that drains the flushing liquid from the seal, and the inflow of flushing liquid to the seal takes place through the opening 03 located in the cover 19, and the venting of the system through the opening 02. In the seal, the torque is transmitted from the fixed slip ring 5 is by transverse driving pins 22 located in the basket 10 and the rotary slip ring 4 and the fixed slip ring 5 have smooth contact surfaces. The shaft 1 is sealed against the sleeve 2 through the sealing ring 3, and the stuffing box 20 is sealed against the cover 19 by the sealing ring 26. The pressure of the helical springs 9 on the supporting stationary ring 23 is transmitted through the washer 1, placed on the supporting stationary ring 23, and secured by the pin 21. The centering lugs 16 are arranged with their ends in the recess of the cover 19 and fastened to the shaft 1 by the fastening ring 18, screws 24 and screws 25. In the secondary seal, the lip element of the flexible face sealing ring 14, by its swirling movement, supports the flow of the flushing liquid towards the opening discharge 01. Figures 2 and 3 show an exemplary embodiment of a non-contact seal with only a pivot ring 4 'and a fixed wear ring 5' in mind.

Uszczelnienie według wynalazku poza szczególnym zastosowaniem do uszczelniania cieczy zanieczyszczonych może być również stosowane do uszczelniania innych czynników przepływowych w różnych urządzeniach z obrotowymi wałami.The seal according to the invention, apart from its specific application for sealing contaminated liquids, can also be used for sealing other flow media in various devices with rotating shafts.

183 863183 863

Fig. 3Fig. 3

183 863183 863

Fig. 1Fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 50 copies

Cena 2,00 zł.Price PLN 2.00.

Claims

Patent claims

1.Front mechanical seal, especially for contaminated liquids, with a liquid flushing and cooling system for the sealing elements, rotary and fixed slip rings, coil springs embedded in a cage and centering lugs fixed on the shaft by means of a clamping ring, screws and bolts, characterized by closed and / or open to the outside of the flushing system has a supporting stationary ring (23) elongated and profiled outwardly stepped that together with the sealing rings (6 and 8) arranged in the cover (19) and the sealing ring (7) placed in the basket ( 10) forms a system for sealing the coil springs (9) against contamination of the sealed medium, and in the area of the internal recess (W) of the basket (10), a flexible front sealing ring (14) is mounted on the sleeve (2) through a thrust washer (15) labial (Cw) is connected in movement with the frontal surface (Cp) of the fixed ring (12) seated through the thrust ring (17) and the sealing ring (13) in the cover (19), and this end face (Cp) has a roughness of not more than a few hundredths of a micron.

2. A mechanical face seal according to claim The method of claim 1, characterized in that the inner cavity (W) of the basket (10) is fluidly connected to an opening (O1) of the cover (19) for draining flushing liquid from the seal.

3. A mechanical face seal according to claim A device according to claim 1, characterized in that the torque from the fixed slip ring (5) is transmitted through transverse driving pins (22) located in the basket (10).

4. A mechanical face seal according to claim The contact surfaces of Claim 1, characterized in that the rotary slip ring (4) and the fixed slip ring (5) have smooth contact surfaces.

5. Mechanical face seal according to Claim A device according to claim 1, characterized in that the contact surfaces of the rotatable slip ring (4 ') and the fixed slip ring (5') are designed for a non-contact sealing.