RU2810108C1 - Output shaft mechanical seal assembly - Google Patents
Output shaft mechanical seal assembly Download PDFInfo
- Publication number
- RU2810108C1 RU2810108C1 RU2023118563A RU2023118563A RU2810108C1 RU 2810108 C1 RU2810108 C1 RU 2810108C1 RU 2023118563 A RU2023118563 A RU 2023118563A RU 2023118563 A RU2023118563 A RU 2023118563A RU 2810108 C1 RU2810108 C1 RU 2810108C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylindrical hollow
- hollow body
- covers
- oil
- chambers
- Prior art date
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 12
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011553 magnetic fluid Substances 0.000 description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к уплотнительным устройствам для герметизации выходных валов, в том числе и в подшипниковых узлах различных двигателей, компрессоров, редукторов, приводов и иных устройств и приспособлений с выходным валом вращения, где накладываются повышенные требования к смазке, герметизации и охлаждению выходного вала.The invention relates to mechanical engineering, namely to sealing devices for sealing output shafts, including in bearing units of various engines, compressors, gearboxes, drives and other devices and devices with an output rotation shaft, where increased requirements for lubrication, sealing and cooling are imposed output shaft.
Известно из патента RU 2758659 С1, 01.11.2021 уплотнение, содержащее лабиринтный зазор, образованный совмещением расположенного на валу и вращающегося вместе с валом диска с чередующимися кольцевыми выступами и впадинами на торцевой поверхности с неподвижным диском с ответными к подвижному диску чередующимися кольцевыми выступами и впадинами на торцевой поверхности, корпус с дренажным отверстием, при этом лабиринтный зазор выполнен ступенчатым за счет уменьшающихся по высоте торцевых выступов подвижного диска от центра диска к периферии и уменьшающихся по глубине торцевых впадин неподвижного диска от центра диска к периферии, а в неподвижном диске в нижней его части выполнен глухой паз, совмещаемый с дренажным отверстием в корпусе, и ряд отходящих от него в радиальном направлении отверстий к каждой из лабиринтных камер.It is known from patent RU 2758659 C1, 01.11.2021, a seal containing a labyrinth gap formed by combining a disk located on a shaft and rotating with the shaft with alternating annular projections and depressions on the end surface with a stationary disk with alternating annular projections and depressions in response to the movable disk. end surface, a housing with a drainage hole, while the labyrinth gap is made stepped due to the end protrusions of the movable disk decreasing in height from the center of the disk to the periphery and the end cavities of the fixed disk decreasing in depth from the center of the disk to the periphery, and in the fixed disk in its lower part a blind groove is made, aligned with the drainage hole in the body, and a number of holes extending from it in the radial direction to each of the labyrinth chambers.
Недостатком известного устройства является отсутствие возможности осуществлять смазку выходного вала, что не позволяет использовать данное устройство в высокоскоростных и сильно нагруженных механизмах и устройствах.The disadvantage of the known device is the inability to lubricate the output shaft, which does not allow the use of this device in high-speed and heavily loaded mechanisms and devices.
В качестве ближайшего аналога выбрано решение WO 2019228729, 05.12.2019, раскрывающееAs the closest analogue, the solution WO 2019228729, 05.12.2019, revealing
- устройство для уплотнения вала для герметизации кольцевого зазора между валом и статором от пространства для технологической рабочей жидкости к внешней среде;- a shaft sealing device for sealing the annular gap between the shaft and the stator from the space for the process working fluid to the external environment;
- причем устройство для уплотнения вала содержит магнитожидкостное уплотнение вала;- wherein the device for sealing the shaft contains a magnetic-fluidic shaft seal;
- причем со стороны пространства для технологической рабочей жидкости устройство для уплотнения вала содержит рядом с магнитожидкостным уплотнением вала дополнительное уплотнение вала;- moreover, on the side of the space for the process working fluid, the shaft sealing device contains an additional shaft seal next to the magnetic-fluid shaft seal;
- причем магнитожидкостное уплотнение вала расположено в кольцевом зазоре в осевом направлении между первым уплотнением вала и внешней средой;- wherein the magnetic fluid shaft seal is located in the annular gap in the axial direction between the first shaft seal and the external environment;
- причем в кольцевом зазоре между дополнительным уплотнением вала и магнитожидкостным уплотнением вала в осевом направлении предусмотрен отвод давления, при этом,- moreover, in the annular gap between the additional shaft seal and the magnetic-fluid shaft seal in the axial direction, a pressure outlet is provided, while,
- устройство имеет накопительный сборник для магнитной жидкости, в котором накапливается магнитная жидкость, и причем накопительный сборник для магнитной жидкости соединен трубопроводами для подачи магнитной жидкости к магнитожидкостному уплотнению или ее отведения.- the device has a storage tank for magnetic fluid, in which the magnetic fluid is accumulated, and wherein the storage tank for magnetic fluid is connected by pipelines for supplying magnetic fluid to the magnetic fluid seal or removing it.
Недостатком известного устройства является невозможность содержать выходной вал в постоянном погружении в охлаждающе-смазывающей жидкости (масле), отсутствие возможности корректировать уровень масла при его падении и его циркуляции.The disadvantage of the known device is the inability to keep the output shaft constantly immersed in a cooling-lubricating liquid (oil), the inability to adjust the oil level when it drops and when it circulates.
Задачей предложенного изобретения является устранение указанных недостатков.The objective of the proposed invention is to eliminate these disadvantages.
Техническим результатом является повышение надежности и долговечности в узлах и механизмах устройств с высокими нагрузками на выходном валу с обеспечением его постоянной смазки и охлаждения.The technical result is to increase the reliability and durability of units and mechanisms of devices with high loads on the output shaft, ensuring its constant lubrication and cooling.
Данный результат обеспечивается тем, что узел торцевого уплотнения выходного вала включает,This result is ensured by the fact that the output shaft mechanical seal assembly includes,
цилиндрический полый корпус с элементами его крепления и включает основную камеру, выполненную с возможностью заполнения ее маслом,a cylindrical hollow body with elements of its fastening and includes a main chamber configured to be filled with oil,
с торцевых концов цилиндрического полого корпуса установлены внутренняя и наружная фланцевые крышки с манжетными уплотнителями,internal and external flange covers with lip seals are installed at the end ends of the cylindrical hollow body,
в непосредственном контакте с фланцевыми крышками установлены подшипники качения, обращенные внутрь цилиндрического полого корпуса,Rolling bearings are installed in direct contact with the flange covers, facing the inside of the cylindrical hollow body,
после подшипников качения с каждой стороны размещены сквозные крышки с камерами и отверстиями, выполненными с возможностью прохождения сквозь них вала,after the rolling bearings, on each side there are through covers with chambers and holes made with the possibility of the shaft passing through them,
после сквозных крышек установлены манжетные уплотнения, фиксируемые к сквозным крышкам,after the through covers, lip seals are installed, fixed to the through covers,
при этом внизу в каждой сквозной крышке, а также в цилиндрическом полом корпусе выполнены нижние сливные отверстия с трубопроводами, подведенными к соответствующим поплавковым камерам, включающим поплавковый датчик,at the bottom in each through cover, as well as in the cylindrical hollow body, there are lower drain holes with pipelines connected to the corresponding float chambers, including a float sensor,
сверху в каждой сквозной крышке, а также в цилиндрическом полом корпусе соосно выполнены верхние воздушные отверстия, снабженные сапунами,on top of each through cover, as well as in the cylindrical hollow body, upper air holes equipped with breathers are made coaxially,
при этом каждая из указанных поплавковых камер по патрубку через соответствующий насос и обратный клапан взаимодействует с масляным ресивером, который, соответственно, по патрубку связан с впускным отверстием, выполненным в верхней части цилиндрического полого корпуса, по которому осуществляется поступление масла внутрь основной камеры.in this case, each of these float chambers interacts via a pipe through a corresponding pump and a check valve with an oil receiver, which, accordingly, is connected via a pipe to an inlet hole made in the upper part of the cylindrical hollow body, through which oil flows into the main chamber.
После сквозных крышек дополнительно установлены манжетные уплотнения, фиксируемые к сквозным крышкам.After the through covers, lip seals are additionally installed and fixed to the through covers.
В масляном ресивере сверху установлен запорный кран, связанный не трубопроводом с торцевой частью цилиндрического полого корпуса для создания давления с торцевой стороны.A shut-off valve is installed on top of the oil receiver, connected via a pipeline to the end part of the cylindrical hollow body to create pressure from the end side.
Подробную конструкцию устройства рассмотрим с учетом прилагаемых чертежей, гдеWe will consider the detailed design of the device taking into account the attached drawings, where
Фиг. 1 - основной вид узла торцевого уплотнения выходного вала;Fig. 1 - main view of the output shaft mechanical seal assembly;
Фиг. 2 - пример реализации устройства;Fig. 2 - example of device implementation;
Где позиция:Where is the position:
1 - цилиндрический полый корпус;1 - cylindrical hollow body;
2 - основная камера;2 - main camera;
3 - фланцевая крышка;3 - flange cover;
4 - подшипник качения;4 - rolling bearing;
5 - сквозная крышка;5 - through cover;
6 - камера;6 - camera;
7 - сливное отверстие;7 - drain hole;
8 - воздушное отверстие;8 - air hole;
9 - сапун;9 - breather;
10 - поплавковый датчик;10 - float sensor;
11 - поплавковая камера;11 - float chamber;
12 - насос;12 - pump;
13 - обратный клапан;13 - check valve;
14 - впускное отверстие;14 - inlet;
15 - масляный ресивер.15 - oil receiver.
Узел торцевого уплотнения выходного вала включает цилиндрический полый корпус 1 с элементами его крепления к соответствующей ответной части механизма/привода. Элементы крепления выполняются, например, в виде кольцевой поверхности с отверстиями под болты, в виде проушин или ином образом. Цилиндрический полый корпус 1 имеет сквозное отверстие для прохождения через него вала, а также для наполнения его соответствующими элементами. Цилиндрический полый корпус 1 выполняется, как правило, из металла, предпочтительно чугуна.The output shaft mechanical seal assembly includes a cylindrical
Центральная часть цилиндрического полого корпуса 1 включает основную камеру 2, выполненную с возможностью заполнения ее маслом, с целью поддержания постоянной смазки и охлаждения проходящего вала.The central part of the cylindrical
С торцевых концов цилиндрического полого корпуса 1 установлены внутренняя и наружная фланцевые крышки 3 с манжетными уплотнителями (на фиг. не обозначены позицией). Фланцевые крышки 3 фиксируются к торцам цилиндрического полого корпуса 1, например, винтовым соединением. Коме того, указанные фланцевые крышки 3 служат опорой для идущих за ними и находящихся в непосредственном контакте с ними подшипниками качения 4, обращенными внутрь цилиндрического полого корпуса 1. Подшипники качения 4 могут быть различными, например шариковыми, роликовыми, игольчатыми и иными подшипниками, обеспечивающими легкое вращение выходному валу.At the end ends of the cylindrical
После подшипников качения 4 в предложенном устройстве с каждой стороны установлены сквозные крышки 5 с отверстиями, выполненными для прохождения сквозь них вала. Сквозные крышки 5 содержат камеры 6, обращенные своей поверхностью наружу. Данные камеры 6 собирают в себе масло и отводят его в поплавковые камеры 11, для чего внизу в каждой сквозной крышке 5, а также в цилиндрическом полом корпусе 1 выполнены нижние сливные отверстия 7 с трубопроводами, подведенными к соответствующим поплавковым камерам 11.After the
Поплавковые камеры 11 включают внутри себя поплавковый датчик 10. Поплавковый датчик 10 уровня масла может иметь различную конструкцию, что не ограничивается каким-либо образом, однако обязательно должен обеспечивать постоянный замер и мониторинг уровня масла в поплавковых камерах 11 и передачу сигнала о его высоком уровне на соответствующий насос 12, о котором будет подробнее сказано ниже.The
Сверху в каждой сквозной крышке 5, а также в цилиндрическом полом корпусе 1 соосно выполнены верхние воздушные отверстия 8, снабженные сапунами 9. Как вариант, одно из воздушных отверстий 8 может быть направлено внутрь торцевой части цилиндрического полого корпуса 1 (уплотняемое устройство) для создания в данной полости давления выше или ниже атмосферного. Сапун 9 предназначен для поддержания заданного давления внутри узла торцевого уплотнения выходного вала.On top, in each through
После сквозных крышек 5 установлены уплотнительные манжеты (на фиг. не обозначены позицией), фиксируемые к указанным сквозным крышкам 5, например, прижимаемые распорками или как изображено на фиг.1 посредством двух пружин, упирающихся одним своим концом на выступ на валу, а другим - прижимающим манжету, либо же манжетные уплотнения являются частью конструкции вала, который не является предметом защиты данной заявки.After the
Каждая из указанных поплавковых камер 11 по патрубку через соответствующий насос 12 и обратный клапан 13 взаимодействует с масляным ресивером 15. При срабатывании поплавкового датчика 10 включается соответствующий насос 12 и перекачивает масло по трубопроводу в масляный ресивер 15, при этом обратный клапан 13 предотвращает обратное перетекание масла из указанного масляного ресивера 15. Поплавковый датчик 10 также передает сигнал для остановки перекачки, когда уровень масла в поплавковых камерах 11 достигает минимального значения.Each of the indicated
Масляный ресивер 15 представляет собой емкость, принимающую масло и распределяющую его посредством какого-либо выходного узла и по определенному алгоритму, что не является объемом защиты данной заявки.The
Масляный ресивер 15 по патрубку связан с впускным отверстием 14, выполненным в верхней части цилиндрического полого корпуса 1, по которому осуществляется циклическое поступление масла внутрь основной камеры 2.The
В масляном ресивере 15 сверху установлен запорный кран, выполненный с возможностью его открытия и закрытия. Запорный кран связан трубопроводом с торцевой частью цилиндрического полого корпуса 1 для создания давления выше или ниже атмосферного, в том случае, если это необходимо для заданного режима и типа устройства.In the
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Узел торцевого уплотнения выходного вала соединяется с приводом/механизмом посредством элементов крепления, при этом выходной вал проходит сквозь цилиндрический полый корпус 1.The output shaft mechanical seal assembly is connected to the drive/mechanism through fastening elements, while the output shaft passes through a cylindrical
Цилиндрический полый корпус 1 включает основную камеру 2, которая полностью заполняется маслом из масляного ресивера 15 через впускное отверстие 14 посредством насосов 12, которые получают сигнал от поплавкового датчика 10 уровня масла.The cylindrical
При работе устройства масло из основной камеры 2 постепенно перетекает в камеры 6 сквозных крышек 5, а оттуда стекает в поплавковые камеры 11.During operation of the device, oil from the main chamber 2 gradually flows into the
При работе устройства внутри основной камеры 2 и камер 6 сквозных крышек 5 будет устанавливаться давление в зависимости от давления в уплотняемом устройстве. Например, если в уплотняемом устройстве давление выше атмосферного, то давление в основной камере 2 и камерах 6 будет соответствовать давлению в уплотняемом устройстве. Если давление в уплотняемом устройстве ниже атмосферного - в основной камере 2 и камерах 6 давление будет соответствовать атмосферному давлению. Давление выравнивается посредством сапунов 9.When the device operates inside the main chamber 2 and
При увеличении уровня масла в поплавковых камерах 11 происходит срабатывание поплавкового датчика 10 и масло из поплавковых камер 11 перекачивается в масляный ресивер 15, а оттуда по трубопроводу через впускное отверстие 14 заполняет основную камеру 2. Цикл повторяется.When the oil level in the
Пример 1Example 1
Узел торцевого уплотнения выходного вала включает:The output shaft mechanical seal assembly includes:
- цилиндрический полый корпус 1 с элементами его крепления в виде проушин,- a cylindrical
- цилиндрический полый корпус 1 включает основную камеру 2, выполненную с возможностью заполнения ее маслом,- a cylindrical
- с торцевых концов цилиндрического полого корпуса 1 установлены внутренняя и наружная фланцевые крышки 3 с манжетными уплотнителями,- internal and external flange covers 3 with lip seals are installed at the end ends of the cylindrical
- в непосредственном контакте с фланцевыми крышками 3 установлены подшипники качения 4, обращенные внутрь цилиндрического полого корпуса 1,- in direct contact with the flange covers 3, rolling
- после подшипников качения 4 с каждой стороны размещены сквозные крышки 5 с отверстиями, выполненными для прохождения сквозь них вала, содержащие камеры 6,- after the rolling
- после сквозных крышек установлены манжетные уплотнения, фиксируемые к сквозным крышкам,- after the through covers, lip seals are installed, fixed to the through covers,
- внизу в каждой сквозной крышке 5, а также в цилиндрическом полом корпусе 1 выполнены нижние сливные отверстия 7 с трубопроводами, подведенными к соответствующим поплавковым камерам 11, включающим поплавковый датчик 10,- at the bottom of each through
- сверху в каждой сквозной крышке 5 также в цилиндрическом полом корпусе 1 соосно выполнены верхние воздушные отверстия 8, снабженные сапунами 9,- on top of each through
- каждая из указанных поплавковых камер 11 по патрубку через соответствующий насос 12 и обратный клапан 13 взаимодействует с масляным ресивером 15, который, соответственно, по патрубку связан с впускным отверстием 14, по которому осуществляется поступление масла внутрь основной камеры 2.- each of the indicated
Пример 2Example 2
Узел торцевого уплотнения выходного вала включает:The output shaft mechanical seal assembly includes:
- цилиндрический полый корпус 1 с элементами его крепления в виде крепежных отверстий,- a cylindrical
- цилиндрический полый корпус 1 включает основную камеру 2, выполненную с возможностью заполнения ее маслом,- a cylindrical
- с торцевых концов цилиндрического полого корпуса 1 установлены внутренняя и наружная фланцевые крышки 3 с манжетными уплотнителями,- internal and external flange covers 3 with lip seals are installed at the end ends of the cylindrical
- в непосредственном контакте с фланцевыми крышками 3 установлены подшипники качения 4, обращенные внутрь цилиндрического полого корпуса 1,- in direct contact with the flange covers 3, rolling
- после подшипников качения 4 с каждой стороны размещены сквозные крышки 5 с отверстиями, выполненными для прохождения сквозь них вала, содержащие камеры 6,- after the rolling
- после сквозных крышек 5 установлены манжетные уплотнения, фиксируемые к сквозным крышкам 5,- after the through
- внизу в каждой сквозной крышке 5, а также в цилиндрическом полом корпусе 1 выполнены нижние сливные отверстия 7 с трубопроводами, подведенными к соответствующим поплавковым камерам 11, включающим поплавковый датчик 10,- at the bottom of each through
- сверху в каждой сквозной крышке 5 также в цилиндрическом полом корпусе 1 соосно выполнены верхние воздушные отверстия 8, снабженные сапунами 9,- on top of each through
- каждая из указанных поплавковых камер 11 по патрубку через соответствующий насос 12 и обратный клапан 13 взаимодействует с масляным ресивером 15, который, соответственно, по патрубку связан с впускным отверстием 14, по которому осуществляется поступление масла внутрь основной камеры 2,- each of the indicated
- в масляном ресивере 15 сверху установлен запорный кран, связанный трубопроводом с торцевой частью цилиндрического полого корпуса 1.- in the
Предложенное решение обеспечивает повышение надежности и долговечности в узлах и механизмах устройств с высокими нагрузками на выходном валу с обеспечением его постоянной смазки и охлаждения.The proposed solution provides increased reliability and durability in units and mechanisms of devices with high loads on the output shaft, ensuring its constant lubrication and cooling.
Claims (2)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2810108C1 true RU2810108C1 (en) | 2023-12-21 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4722662A (en) * | 1986-06-17 | 1988-02-02 | Atlantic Richfield Company | Vapor emission control system for pumps |
WO1992013216A1 (en) * | 1991-01-18 | 1992-08-06 | Flexibox Limited | Vapour emission control |
WO2019228729A1 (en) * | 2018-05-30 | 2019-12-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Assembly, more particularly turbomachine, comprising a shaft seal device |
RU2758659C1 (en) * | 2020-12-16 | 2021-11-01 | Акционерное общество "Ижевский электромеханический завод "Купол" | Labyrinth seal |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4722662A (en) * | 1986-06-17 | 1988-02-02 | Atlantic Richfield Company | Vapor emission control system for pumps |
WO1992013216A1 (en) * | 1991-01-18 | 1992-08-06 | Flexibox Limited | Vapour emission control |
WO2019228729A1 (en) * | 2018-05-30 | 2019-12-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Assembly, more particularly turbomachine, comprising a shaft seal device |
RU2758659C1 (en) * | 2020-12-16 | 2021-11-01 | Акционерное общество "Ижевский электромеханический завод "Купол" | Labyrinth seal |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102334032B1 (en) | Centrifugal compressor | |
US20070081906A1 (en) | Vented turbocharger center housing and method | |
US9920767B2 (en) | Well pump system | |
JP2020109319A (en) | Bearing device and vacuum pump device | |
RU71710U1 (en) | CENTRIFUGAL VERTICAL PUMP (OPTIONS) | |
KR890001683B1 (en) | Scroll-type vacuum pump | |
RU2810108C1 (en) | Output shaft mechanical seal assembly | |
JPH0726624B2 (en) | Oil rotary vacuum pump shaft seal device | |
RU78534U1 (en) | CENTRIFUGAL VERTICAL PUMP | |
US3292847A (en) | Lubricant sealing means for rotary positive displacement pump | |
US20040219045A1 (en) | Enclosed mechanical booster | |
JP4481376B2 (en) | pump | |
US4913629A (en) | Wellpoint pumping system | |
KR100481272B1 (en) | Self alignment type lower bearing and lubricating system for screw pump | |
RU2387880C1 (en) | Immersible pump for sewage | |
US3294032A (en) | Metering pump | |
US1895497A (en) | Packing | |
RU2688127C1 (en) | Device for submersible electric motor hydraulic protection | |
RU216478U1 (en) | SEALING MODULE FOR CENTRIFUGAL PUMP | |
RU2790213C1 (en) | Device for hydraulic protection of submersible oil-filled electric motor | |
RU216469U1 (en) | SEALING MODULE FOR CENTRIFUGAL PUMP | |
JPWO2019058939A1 (en) | Balancer device with oil pump and balancer device | |
CN217463153U (en) | Speed reducer | |
RU2783051C1 (en) | Semi-submersible centrifugal pump with sealed shaft line on bearings (variants) | |
CN210240096U (en) | Centrifugal pump cavity seal structure |