SU1122850A1

SU1122850A1 - Secondary elastic sealing member

Info

Publication number: SU1122850A1
Application number: SU833621430A
Authority: SU
Inventors: Рудольф Михайлович Стародубов; Евгений Викторович Шатаев; Петр Константинович Баринов; Валентин Иванович Соколов
Priority date: 1983-07-13
Filing date: 1983-07-13
Publication date: 1984-11-07

Abstract

1. УПРУГИЙ ВТОРИЧНЫЙ УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ, включающий уплотнительное кольцо из эластомерного материала, заключенное в полимерную оболочку, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности работы и герметичности уплотнени , уплотнительный элемент выполнен в виде по крайней мере двух соединенны .х между собой в осевом направлении колец из эластомёрного материала, различных в осевом сечении диаметров, осевое рассто ние между центрами которых меньше суммы их радиусов, при этом меньшее ПС диаметру сечени кольцо, расположенное со стороны агрессивной среды, заключено в полимерную оболочку. 2.Элемент по п. 1, отличающийс тем, что, с целью его защиты при двустороннем действии агрессивной среды, он выполнен в виде двух соединенных между собой по оси колец, которые заключены в полимерные оболочки, 3.Элемент по п. , отличающийс тем, что, с целью его защиты при двустороннем действии агрессивной среды, он выполнен в виде трех соединенных между собой по (Л оси колец, выполненных из эластомёрного материала, крайние из которых заключены в полимерные оболочки.1. ELASTIC SECONDARY SEALING ELEMENT, comprising a sealing ring of elastomeric material enclosed in a polymer shell, characterized in that, in order to increase the reliability of operation and tightness of the sealing, the sealing element is designed in at least two axially interconnected rings of elastomeric material, diameters of different diameters in the axial section, the axial distance between the centers of which is less than the sum of their radii, while the smaller diameter PS of the section diameter is a ring located with On the side of an aggressive environment, enclosed in a polymer shell. 2. The element according to claim 1, characterized in that, in order to protect it under the bilateral action of the corrosive medium, it is made in the form of two rings interconnected along the axis, which are enclosed in polymer shells, 3. The element according to claim 1, that, in order to protect it under the bilateral action of an aggressive environment, it is made in the form of three interconnected along (L axis rings made of elastomeric material, the outermost of which are enclosed in polymeric shells.

Description

Изобретение относитс к торцовым уплотнени м вращающихс валов мащин, аппаратов и касосов химической, нефтехимической и других отраслей промышленности преимущественно при работе с высокоагрессивными средствами.The invention relates to mechanical seals of rotating shafts of machines, apparatuses and chemical, petrochemical and other industries, mainly when working with highly aggressive means.

Известно уплотнительное кольцо, в котором с целью улучщени механического сцеплени материалов уплотнительного ксхльца на внутренней поверхности фторопластовой оболочки в диаметральной плоскости выполнены выступы 1.A sealing ring is known in which, in order to improve the mechanical adhesion of the sealing seal materials, protrusions 1 are made on the inner surface of the fluoroplastic sheath in the diametral plane.

Недостатком этого кольца вл етс сложность изготовлени фторопластовой оболочки . За счет выступов в той диаметральной плоскости, где происходит герметизаци соединени и где требуетс увеличение эластичности, происходит ее снижение. Это уменьшает герметичность уплотнительного кольца. Увеличение жесткости кольца требует увеличени точности обработки самого кольца и сопр гаемых с кольцом деталей, что увеличивает трудоемкость изготовлени торцового уплотнени . При монтаже и относительных перемещени х втулки и вала между которыми установлено уплотнительное кольцо, возможно его скручивание. При скручивании возможна установка уплотнительного кольца разъемом фторопластовой оболочки в сторону агрессивной среды. Все это уменьшает герметичность соединени . При биени х и.смещени х вала возникают большие напр жени , действующие на уплотнительные кольца. Эти напр жени деформируют фторопластовые оболочки, что снижает герметичность, ресурс и надежность работы уплотнительных колец.The disadvantage of this ring is the difficulty of making the fluoroplastic shell. Due to the protrusions in the diametral plane where the joint is sealed and where an increase in elasticity is required, its decrease occurs. This reduces the tightness of the sealing ring. An increase in ring rigidity requires an increase in the machining accuracy of the ring itself and the parts mated to the ring, which increases the labor intensity of manufacturing the mechanical seal. When mounting and relative displacements of the sleeve and the shaft between which the sealing ring is installed, it can be twisted. When twisting, it is possible to install the sealing ring with the connector of the fluoroplastic sheath in the direction of an aggressive environment. All this reduces the tightness of the connection. During beatings and shaft displacements, large stresses occur on the sealing rings. These stresses deform the fluoroplastic shells, which reduces the tightness, life and reliability of the sealing rings.

Целью изобретени вл етс повышение надежности работы и герметичности уплотнени .The aim of the invention is to increase the reliability of operation and the tightness of the seal.

Указанна цель достигаетс тем, что упругий вторичный уплотнительный элемент, включающий уплотнительное кольцо из эластомёрного материала, заключенное в полимерную оболочку, выполнен в виде по крайней мере двух соединенных между собой в осевом направлении колец из эластомёрного материала, различных в осевом сечении диаметров, осевое рассто ние между центрами которых меньше суммы их радиусов , при этом меньшее по диаметру сечени кольцо, расположенное со стороны агрессивной среды, заключено в полимерную оболочку.This goal is achieved by the fact that the elastic secondary sealing element, comprising a sealing ring of elastomeric material enclosed in a polymer shell, is made of at least two axially interconnected rings of elastomeric material, different in axial section diameters, axial distance between the centers of which is less than the sum of their radii, while the smaller diameter of the cross section of the ring, located on the side of an aggressive environment, is enclosed in a polymer shell.

С целью защиты упругого вторичного уплотнительного элемента при двустороннем действии агрессивной среды, он выполнен в виде двух соединенных .между собой по оси колец, которые заключены в полимерные оболочки.In order to protect the elastic secondary sealing element under the bilateral action of the aggressive environment, it is made in the form of two rings connected together along the axis, which are enclosed in polymeric shells.

Кроме того, элемент может быть выполнен в виде трех соединенных между собой по оси колец, выполненных из эластомерного материала, крайние из которых заключены в полимерные оболочки.In addition, the element can be made in the form of three interconnected along the axis of the rings, made of elastomeric material, the extreme of which are enclosed in a polymer shell.

На фиг. 1 изображено уплотнение, разрез; на фиг. 2 - упругий вторичный уплотнительный элемент торцового уплотнени ; на фиг. 3 - то же, при выполнении элемента из трех соединенных по оси колев, с заключением крайних из них в полимерную оболочку; на фиг. 4 - упругий вторичный уилоткительный элемент, сдеформированный при несоосности вала относительно корпуса и его биени х; на фиг. 5 - упругий вторичный уплотнительный элемент торцового уплотнени , состо щий из двух соединенных между собой в осевом направлении колец, заключенных в полимерные оболочки.FIG. 1 shows the seal, cut; in fig. 2 - elastic secondary sealing element of the mechanical seal; in fig. 3 - the same, when performing an element of three axles connected along the axis, with the conclusion of the extremities of them into the polymer shell; in fig. 4 - elastic secondary pilot element, deformed when shaft misalignment relative to the body and its beats; in fig. 5 is an elastic secondary sealing element of the mechanical seal consisting of two axially interconnected rings enclosed in polymeric shells.

Упругий вторичный уплотнительный элемент 1 торцового уплотнени состоит из соединенных между собой в осевом направлении колец 2 и 3, выполненных из эластомёрного материала. Кольцо 2, диаметр осевого сечени которого меньше, заключено в полимерную оболочку 4. R - радиус осевого сечеки кольца 3; Rt - радиус осевого сечени кольца 2; Dj - диаметр осевого сечени кольца 3; Da - диаметр осевого сечени кольца 2 вместе с охватывающей его полимерной оболочкой 4. Опорное кольцо 5 установлено через упругий вторичный уплотнительный элемент 1 в корпусе 6 уплотнени . На валу 7 укреплена втулка 8. Во втулке 8 установлены пружины 9. Вращающеес кольцо 0 трени через упругий вторичный уплотнительный элемент 1 установлено на валу 7. Пружины 9 и давление уплотн емой среды поджимают вращаюш,еес кольцо 10 трени к опорному кольцу 5 трени через шайбу 1.The resilient secondary sealing element 1 of the mechanical seal consists of axially connected rings 2 and 3, made of elastomeric material. Ring 2, the diameter of the axial section of which is smaller, is enclosed in a polymer shell 4. R is the radius of the axial section of the ring 3; Rt is the axial section radius of the ring 2; Dj is the diameter of the axial section of the ring 3; Da is the diameter of the axial section of the ring 2 together with the polymer shell 4 surrounding it. The support ring 5 is installed through an elastic secondary sealing element 1 in the sealing body 6. A sleeve 8 is fixed on the shaft 7. The springs 9 are mounted in the sleeve 8. Rotating friction ring 0 through an elastic secondary sealing element 1 is mounted on shaft 7. Springs 9 and the pressure of the medium to be compressed press the rotating friction ring 10 to the support ring 5 friction through a washer one.

Диаметр осевого сечеки кольца 3Di больше или равен диаметру полимерной оболочки 4 DZ с заключенным EI ней кольцом 2. Рассто ние между центрами колец меньше су.м.мы их радиусов R-|-fR5,.The diameter of the axial cross section of the 3Di ring is greater than or equal to the diameter of the 4 DZ polymer shell with EI ring 2 enclosed. The distance between the centers of the rings is less than cubic meters of their radii R- | -fR5 ,.

Упругий вторичный уплотнительный элемент работает следующим образом.Elastic secondary sealing element works as follows.

Пружины 9 и давление уплотн емой среды прижимают вращающеес кольцо 10 треки к опорному кольцу 5. Герметизаци осуществл етс по поверхности трени колец 5 и 10; Герметизаци между вращающ мс кольцом 10 трени и валом 7, а также между опорным кольцом 5 и корпусом 6 осуществл етс упругим вторичным уплотнительным элементом 1 за счет его нат га между цилиндрическими поверхност ми сопр гаемых деталей. Полимерна оболочка 4 защищает эластомерный материал уплотнительного элемента 1 от действи на,него агрессивной среды. Кольцо 3 обеспечивает дополнительную герметизацию после полимерной оболочки 4 с заключенным в ней кольцом 2. The springs 9 and the pressure of the densified medium press the rotating ring 10 tracks to the support ring 5. Sealing is carried out on the surface of the friction rings 5 and 10; The sealing between the friction rotating ring 10 and the shaft 7, as well as between the support ring 5 and the housing 6, is carried out by an elastic secondary sealing element 1 due to its tension between the cylindrical surfaces of the mating parts. The polymeric sheath 4 protects the elastomeric material of the sealing element 1 from the effect of the corrosive medium. Ring 3 provides additional sealing after the polymer shell 4 with the ring 2 enclosed in it.

Увеличение осевой жесткости упругого вторичного уплотнительного элемента 1 за счет кольца 3, выполненного заодно в осевом направлении с кольцом 2, исключает его скручивание при монтаже торцового уплотнени и относительных перемещени х сопр гаемых деталей. Полимерна оболочка 4 посто нно находитс в рабочем положении , не измен своей формы. Исключение скручивани . уплотнительного элемента 1 увеличивает надежность и герметичность торцового плотнени . Кольцо 3 прижимает кра полимерной оболочки 4 к кольцу 2, что предотвращает разъединение полимерной оболочки 4 с кольцом 2.The increase in the axial stiffness of the elastic secondary sealing element 1 due to the ring 3, which is made integral with the ring 2 in the axial direction, eliminates its twisting when mounting the mechanical seal and the relative movements of the mating parts. The polymer shell 4 is constantly in the working position, without changing its shape. Twisting exception. sealing element 1 increases the reliability and tightness of the end face seal. The ring 3 presses the edges of the polymer shell 4 to the ring 2, which prevents separation of the polymer shell 4 with the ring 2.

При различного рода биени х и перекосах вала 7 относительно корпуса 6 большую часть напр жений, возникающих при этом, воспринимает кольцо 3, что уменьшает действие напр жений на полимерную оболочку 4. Это сохран ет форму полимерной оболочки 4 и обеспечивает посто нный нат г полимерной оболочки 4 с заключенным в ней кольцом 2 по сопр гаемым детал м . Диаметр кольца 3 в осевом сечении больше нли равен диаметру полимерной оболочки 4 с заключенным в ней кольцом 2. Увеличение диаметра кольца 3 позвол ет воспринимать большую часть напр жений, возникающих при работе торцового уплотнени , кольцу 3, уменьша напр жение на оболочку 4. Рассто ние между центрами колец 2 и 3 OiOz, меньше суммы их радиусов RI+RE обеспечивает плавный переход соединенных между собой колец 3 и 2. При перекосах и биени х вала происходит перераспределение объема эластомерного материала из кольца 2 в кольцо 3 и наоборот , что сохран ет посто нный нат г полимерной оболочки 4 с заключенным в ней At various kinds of beats and distortions of the shaft 7 relative to the housing 6, a large part of the stresses arising in this case are perceived by the ring 3, which reduces the effect of the stresses on the polymer shell 4. This preserves the shape of the polymer shell 4 and ensures constant tension of the polymer shell 4 with a ring 2 enclosed in it according to the matching parts. The diameter of the ring 3 in axial section is greater than the diameter of the polymer shell 4 with the ring 2 enclosed in it. Increasing the diameter of the ring 3 makes it possible to perceive most of the stresses that occur during the operation of the mechanical seal, ring 3, reducing the stress on the shell 4. Distance between the centers of rings 2 and 3 OiOz, less than the sum of their radii RI + RE provides a smooth transition of interconnected rings 3 and 2. With distortions and shaft beats, the volume of elastomeric material is redistributed from ring 2 to ring 3 and vice versa, which remains there is a constant nat g polymer shell 4 with the enclosed in it

0 кольцом 2 по сопр гаемым детал м.0 by ring 2 by matching parts

При двустороннем действии агрессивных сред на уплотнительный элемент оно выполн етс в виде трех соединенных между собой по оси колец. Кольцо 3 находитс в середине , кольца 2 с краев. На кольца 2 уста5 навливаютс полимерные оболочки 4. При такой конструкции обеспечиваетс двусторонн защита уплотнительного элемента 1 от действи агрессивных сред. С целью уменьшени осевых размеров уплотнительный With the two-sided action of aggressive media on the sealing element, it is performed in the form of three rings interconnected along the axis. Ring 3 is in the middle, ring 2 at the edges. The polymer shells 4 are poured onto the rings 2. With this design, the sealing element 1 is provided for the two-way protection from aggressive media. In order to reduce the axial dimensions of the sealing

0 элемент может состо ть из двух соединенных между собой по оси колец 2, на которых устанавливаютс полимерные оболочки 4.The element can consist of two axially connected rings 2 on which polymer shells 4 are mounted.

Все это повышает надежность работы и герметичность торцового уплотнени .All this increases the reliability and tightness of the mechanical seal.

Экономический эффект от изобретени The economic effect of the invention

5 достигаетс за счет увеличени срока службы уплотнени и уменьшени эксплуатационных издержек.5 is achieved by increasing the service life of the seal and reducing operating costs.

Claims

1. ELASTIC SECONDARY SEALING ELEMENT, including an o-ring made of elastomeric material, enclosed in a polymer shell, characterized in that, in order to increase the reliability and tightness of the seal, the sealing element is made in the form of at least two rings interconnected in the axial direction of elastomeric material of different diameters in the axial section, the axial distance between the centers of which is less than the sum of their radii, while the ring located on the side s aggressive environment, is enclosed in a polymer shell.

2. An element in π. 1, characterized in that, in order to protect it under the bilateral action of an aggressive environment, it is made in the form of two rings interconnected along the axis, which are enclosed in polymer shells.

3. An element by π. 1, characterized in that, in order to protect it under the bilateral action of an aggressive environment, it is made in the form of three rings interconnected along the axis, made of elastomeric material, the outermost of which are enclosed in polymer shells.

figure 1