RU2180063C1 - Sealing device for protecting bearings of rotating shaft - Google Patents
Sealing device for protecting bearings of rotating shaft Download PDFInfo
- Publication number
- RU2180063C1 RU2180063C1 RU2001112793A RU2001112793A RU2180063C1 RU 2180063 C1 RU2180063 C1 RU 2180063C1 RU 2001112793 A RU2001112793 A RU 2001112793A RU 2001112793 A RU2001112793 A RU 2001112793A RU 2180063 C1 RU2180063 C1 RU 2180063C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bellows
- sleeve
- corrugation
- corrugations
- nozzles
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mechanical Sealing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для уплотнения различных узлов машин и механизмов. The invention relates to mechanical engineering and can be used to seal various components of machines and mechanisms.
Известны различные уплотнительные устройства, выполненные на базе сильфона. Их преимущество - возможность компенсации износа, а также разброса допусков различных рабочих органов, поскольку сильфон, как герметизирующий узел, обладает подпружинящим эффектом с подвижностью как в продольном, так и в поперечном направлениях. There are various sealing devices made on the basis of the bellows. Their advantage is the ability to compensate for wear, as well as the spread of tolerances of various working bodies, since the bellows, as a sealing assembly, has a spring-loaded effect with mobility in both longitudinal and transverse directions.
Сильфонные уплотнения пытались использовать в водяных насосах жидкостной системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Однако до настоящего времени они здесь не нашли широкого применения, что было связано с неравномерностью испытываемой нагрузки гофрами сильфона со стороны корпуса и вращающегося рабочего органа. В большинстве стран до настоящего времени в водяных помпах используются сальниковые уплотнения, которые обладают невысокой надежностью. Нарушение герметичности сальникового уплотнения приводит к попаданию охлаждающей жидкости в полость расположения подшипников. Вымывается смазка подшипников, усиливается износ обоймы подшипников, что приводит к выходу из строя всего насоса. They tried to use bellows seals in water pumps of a liquid cooling system of internal combustion engines. However, to date, they have not found wide application here, which was due to the unevenness of the tested load by the bellows corrugations from the side of the body and the rotating working body. In most countries, to date, water pumps use stuffing box seals, which have low reliability. Seal leakage leads to coolant entering the bearing cavity. The lubrication of the bearings is washed out, the wear of the bearing cage increases, which leads to failure of the entire pump.
Известен центробежный насос, в состав которого входит уплотнительное устройство для защиты подшипников вращающегося вала, содержащее сильфон, выполненный из гофр, стенки которых сопряжены между собой выпуклыми поверхностями и вогнутыми поверхностями, соответственно, и из патрубков, расположенных по обе стороны от гофр (1). A centrifugal pump is known, which includes a sealing device for protecting bearings of a rotating shaft, containing a bellows made of corrugations, the walls of which are interconnected by convex surfaces and concave surfaces, respectively, and from pipes located on both sides of the corrugations (1).
В этом техническом решении сильфон выполнен из узких гофр, а со стороны подшипников патрубок сильфона снабжен фланцем очень большого диаметра с резиновым уплотнительным кольцом, опирающимся в поверхность фланца. Габаритный размер фланца сопоставим с размером крыльчатки центробежного насоса. Это резко увеличивает габариты всего насоса. Узкие гофры нагружены в таком сильфоне неодинаково. Наибольшую деформацию испытывает узкая гофра, расположенная ближе к рабочему органу, а гофра, расположенная у корпуса с подшипниками практически не участвует в компенсационном процессе. In this technical solution, the bellows is made of narrow corrugations, and on the bearings side the bellows nozzle is equipped with a very large diameter flange with a rubber sealing ring resting on the flange surface. The overall size of the flange is comparable to the size of the impeller of a centrifugal pump. This dramatically increases the overall size of the pump. Narrow corrugations are loaded unequally in such a bellows. The narrowest corrugation, located closer to the working body, experiences the greatest deformation, and the corrugation located near the housing with bearings practically does not participate in the compensation process.
Наиболее близким является уплотнительное устройство для защиты подшипников вращающегося вала, содержащее сильфон, выполненный из гофр, стенки которых сопряжены между собой выпуклыми поверхностями и вогнутыми поверхностями, соответственно, и из патрубков, расположенных по обе стороны от гофр, уплотнительные элементы, расположенные по обе стороны от гофрированной поверхности сильфона, причем один из уплотнительных элементов предназначен для сопряжения с неподвижным корпусом, а второй из уплотнительных элементов предназначен для сопряжения с вращающимся рабочим органом (2). The closest is a sealing device for protecting bearings of a rotating shaft, containing a bellows made of corrugations, the walls of which are interconnected by convex surfaces and concave surfaces, respectively, and of pipes located on both sides of the corrugations, sealing elements located on both sides of corrugated bellows surface, and one of the sealing elements is designed to interface with a fixed housing, and the second of the sealing elements is designed to zheniya a rotary working member (2).
В этом техническом решении сильфон выполнен из резины, а уплотнительные элементы выполнены в виде втулок большего диаметра, чем диаметр сильфона, которые установлены непосредственно на валу. Кроме того, устройство имеет пружину, установленную снаружи сильфона для подпружинивания втулок, и набор дополнительных шайб, которые установлены на валу со стороны рабочего органа. Подшипники в этом устройстве выполнены в виде подшипников скольжения. В этом техническом решении основную нагрузку несет пружина, гофры сильфона выполнены с небольшой высотой, по существу не работают на растяжение-сжатие, а сильфон здесь практически выполняет лишь функцию защитного чехла. In this technical solution, the bellows are made of rubber, and the sealing elements are made in the form of bushings of a larger diameter than the diameter of the bellows, which are mounted directly on the shaft. In addition, the device has a spring installed outside the bellows for spring-loaded bushings, and a set of additional washers that are mounted on the shaft from the side of the working body. The bearings in this device are designed as plain bearings. In this technical solution, the main load is carried by the spring, the bellows corrugations are made with a small height, essentially do not work in tension-compression, and the bellows here practically performs only the function of a protective cover.
Ограничениями устройства являются: недостаточно высокая надежность, поскольку резиновый сильфон практически не выполняет функцию компенсатора, эту функцию выполняет пружина; недостаточно высокое качество уплотнения, т.к. патрубки сильфона расположены между втулками, а уплотняющие втулки расположены непосредственно на валу, что приводит к быстрому износу их поверхностей, сопряженных с валом, и нарушению герметичности уплотнения, особенно при использовании подшипников скольжения; сложность конструкции из-за использования пружины и дополнительных шайб. The limitations of the device are: insufficiently high reliability, since the rubber bellows practically does not perform the function of a compensator, this function is performed by a spring; insufficient quality of the seal, as bellows nozzles are located between the bushings, and the sealing sleeves are located directly on the shaft, which leads to rapid wear of their surfaces mating with the shaft and a violation of the tightness of the seal, especially when using plain bearings; design complexity due to the use of a spring and additional washers.
Решаемая изобретением задача - повышение надежности и качества. The problem solved by the invention is to increase reliability and quality.
Технический результат, который может быть получен при выполнении заявленного устройства, - улучшение технико-эксплуатационных характеристик, обеспечение многофункциональности для различных типов машин и механизмов, а также упрощение конструкции. The technical result that can be obtained by performing the claimed device is the improvement of technical and operational characteristics, providing multifunctionality for various types of machines and mechanisms, as well as simplifying the design.
Для решения поставленной задачи с достижением технического результата в уплотнительном устройстве для защиты подшипников вращающегося вала, содержащем сильфон, выполненный из гофр, стенки которых сопряжены между собой выпуклыми поверхностями и вогнутыми поверхностями, соответственно, и из патрубков, расположенных по обе стороны от гофр, уплотнительные элементы, расположенные по обе стороны от гофрированной поверхности сильфона, причем один из уплотнительных элементов предназначен для сопряжения с неподвижным корпусом, а второй из уплотнительных элементов предназначен для сопряжения с вращающимся рабочим органом, согласно изобретению, по меньшей мере, одна из гофр сильфона выполнена широкой, выпуклые поверхности и вогнутые поверхности выполнены в продольном сечении в виде полуокружностей, отношение радиуса R выпуклой поверхности широкой гофры к радиусу г выпуклой поверхности узкой гофры выбрано в диапазоне 1,5 - 2,5, отношение высоты Н между выпуклой поверхностью широкой гофры и сопряженной с ней вогнутой поверхностью узкой гофры к высоте h между выпуклой поверхностью и вогнутой поверхностью узкой гофры - в диапазоне 0,5 - 1,5, отношение радиуса R1 вогнутой поверхности между широкой гофрой и узкой гофрой к радиусу r1 вогнутой поверхности между узкими гофрами - в диапазоне 1,0 - 2,2.To solve the problem with achieving a technical result in a sealing device for protecting bearings of a rotating shaft containing a bellows made of corrugations, the walls of which are interconnected by convex surfaces and concave surfaces, respectively, and of pipes located on both sides of the corrugations, sealing elements located on both sides of the corrugated surface of the bellows, moreover, one of the sealing elements is designed to interface with a fixed housing, and the second of mating elements is designed to interface with a rotating working body, according to the invention, at least one of the bellows corrugations is made wide, convex surfaces and concave surfaces are made in longitudinal section in the form of semicircles, the ratio of the radius R of the convex surface of the wide corrugation to the radius r of the convex surface of a narrow corrugations selected in the range of 1.5 - 2.5, the ratio of the height H between the convex surface of the wide corrugation and the concave surface of the narrow corrugation associated with it to the height h between the convex surface w and narrow concave surface corrugations - in the range of 0.5 - 1.5, the ratio of the radius R 1 of the concave surface between the narrow and wide flexi hose flexi hose to the radius r 1 of the concave surface between the narrow corrugations - in the range of 1.0 - 2.2.
Возможны дополнительные варианты выполнения устройства, в которых целесообразно, чтобы:
- узкие гофры были расположены симметрично относительно широкой гофры;
- сильфон был выполнен из металла;
- уплотнительные элементы были выполнены из втулок, установленных на патрубках сильфона;
- патрубки и втулки были выполнены цилиндрическими;
- один из патрубков и одна из втулок, установленная на наружной поверхности патрубка, были выполнены коническими;
- один из патрубков был выполнен коническим и снабжен кольцом, закрепленным снаружи у большего основания конуса патрубка, а втулка была бы выполнена с конической внутренней поверхностью и с цилиндрической наружной поверхностью, при этом на цилиндрической наружной поверхности втулки был выполнен поперечный бурт, сопряженный с поверхностью кольца патрубка;
- один из патрубков был выполнен с загнутым наружу своим краем, С-образным в продольном сечении, а на торце втулки, обращенном к гофрированной поверхности сильфона, была выполнена U-образная канавка для размещения в ней упомянутого края патрубка;
- один из уплотнительных элементов был выполнен в виде цилиндрообразного корпуса, один край цилиндрообразного корпуса был загнут внутрь поперечно относительно продольной оси сильфона и отогнут наружу продольно, отогнутый наружу продольно край был закреплен на наружной поверхности одного из патрубков сильфона, цилиндрообразный корпус был расположен снаружи сильфона, другой из уплотнительных элементов был бы выполнен из двух втулок, меньшего и большего диаметров, установленных на другом из патрубков, втулка меньшего диаметра была выполнена из материала с большей эластичностью, чем втулка большего диаметра, и была установлена между гофрированной поверхностью сильфона и втулкой большего диаметра, втулка большего диаметра была бы выполнена с кольцевым буртом, обращенным продольно от гофрированной поверхности сильфона и выступающим за патрубок, при этом наружная поверхность втулки большего диаметра была бы сопряжена с внутренней поверхностью цилиндрообразного корпуса;
- один из уплотнительных элементов был выполнен из патрубка сильфона в виде гофры большего диаметра, чем гофры сильфона, при этом в продольном сечении эта гофра большего диаметра была выполнена прямоугольной, другой из патрубков сильфона выполнен в продольном сечении прямоугольным, а другой из уплотнительных элементов был выполнен из втулки, установленной внутри упомянутого другого патрубка и закрепленной с ним, при этом ширина втулки была бы выбрана большей, чем ширина упомянутого другого патрубка;
- один из уплотнительных элементов был выполнен в виде дополнительного корпуса, расположенного снаружи сильфона, один край дополнительного корпуса был загнут внутрь поперечно относительно продольной оси сильфона и отогнут наружу продольно, отогнутый наружу продольно край был закреплен на наружной поверхности одного из патрубков сильфона, другой край дополнительного корпуса был загнут внутрь поперечно относительно продольной оси сильфона, другой из патрубков сильфона был бы выполнен в продольном сечении прямоугольным, а другой из уплотнительных элементов был выполнен из втулки, установленной внутри упомянутого другого патрубка и закрепленной с ним, при этом ширина втулки была бы выбрана большей, чем ширина упомянутого другого патрубка, для закрепления втулки с патрубком была выполнена пуклевка наружной поверхности этого патрубка, а загнутый внутрь поперечно край дополнительного корпуса был бы расположен в месте пуклевки.Additional embodiments of the device are possible, in which it is advisable that:
- narrow corrugations were located symmetrically with respect to the wide corrugation;
- The bellows was made of metal;
- sealing elements were made of bushings mounted on bellows nozzles;
- pipes and bushings were made cylindrical;
- one of the nozzles and one of the bushings mounted on the outer surface of the nozzle were made conical;
- one of the nozzles was made conical and provided with a ring fixed on the outside at the larger base of the cone of the nozzle, and the sleeve would have been made with a conical inner surface and with a cylindrical outer surface, while a transverse shoulder mating with the surface of the ring was made on the cylindrical outer surface of the sleeve branch pipe;
- one of the nozzles was made with its edge bent outward, C-shaped in longitudinal section, and at the end of the sleeve facing the corrugated surface of the bellows, a U-shaped groove was made to accommodate the mentioned edge of the nozzle;
- one of the sealing elements was made in the form of a cylindrical body, one edge of the cylindrical body was bent inward transversely relative to the longitudinal axis of the bellows and bent outward longitudinally, the side bent outwardly longitudinally was fixed on the outer surface of one of the bellows nozzles, the cylindrical body was located outside the bellows, the other of the sealing elements would be made of two bushings, smaller and larger diameters mounted on the other of the nozzles, the sleeve of the smaller diameter was a material of greater elasticity than a sleeve of a larger diameter, and was installed between the corrugated surface of the bellows and the sleeve of a larger diameter, the sleeve of a larger diameter would be made with an annular collar facing longitudinally from the corrugated surface of the bellows and protruding beyond the nozzle, while the outer surface of the sleeve a larger diameter would be mated to the inner surface of the cylindrical body;
- one of the sealing elements was made of a bellows nozzle in the form of a corrugation of a larger diameter than the bellows corrugations, while in the longitudinal section this corrugation of a larger diameter was made rectangular, the other of the bellows nozzles was made in the longitudinal section rectangular, and the other of the sealing elements was made from a sleeve mounted inside said other pipe and secured with it, wherein the width of the sleeve would be greater than the width of the other pipe;
- one of the sealing elements was made in the form of an additional housing located outside the bellows, one edge of the additional housing was bent inward transversely relative to the longitudinal axis of the bellows and bent outward longitudinally, the bent outward longitudinally was fixed on the outer surface of one of the bellows nozzles, the other edge of the additional the body was bent inward transversely relative to the longitudinal axis of the bellows, the other of the bellows nozzles would be made in the longitudinal section rectangular, and the other of the the relative elements was made of a sleeve installed inside the other mentioned pipe and fixed with it, while the width of the sleeve would be chosen larger than the width of the other pipe, to fix the sleeve with the pipe, the outer surface of this pipe was puffed, and the edge bent inward an additional hull would be located at the site of the bulge.
Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшими вариантами его выполнения со ссылками на прилагаемые фигуры. These advantages, as well as features of the present invention are illustrated by the best options for its implementation with reference to the accompanying figures.
Фиг. 1 изображает схематично сечение верхней части корпуса сильфона. FIG. 1 is a schematic sectional view of the upper part of a bellows housing.
Фиг. 2 - симметричное расположение широкой гофры сильфона. FIG. 2 - symmetrical arrangement of a wide bellows corrugation.
Фиг. 3 - симметричное расположение широких гофр по краям корпуса сильфона. FIG. 3 - symmetrical arrangement of wide corrugations along the edges of the bellows body.
Фиг. 4 - конструкцию центробежного насоса. FIG. 4 - design of a centrifugal pump.
Фиг. 5 - уплотнительное устройство с цилиндрическими втулками. FIG. 5 - sealing device with cylindrical bushings.
Фиг. 6 - уплотнительное устройство с коническим патрубком и конической втулкой. FIG. 6 - sealing device with a conical pipe and a conical sleeve.
Фиг. 7 - уплотнительное устройство с коническим патрубком и с втулкой, снабженной буртом. FIG. 7 - sealing device with a conical pipe and with a sleeve provided with a shoulder.
Фиг. 8 - уплотнительное устройство с загнутым краем сильфона и с втулкой, в которой выполнена канавка под загнутый край (для удобства чтения чертежа втулка показана не состыкованное с патрубком). FIG. 8 - sealing device with a bent edge of the bellows and with a sleeve in which a groove is made for the bent edge (for ease of reading the drawing, the sleeve is shown not docked with the pipe).
Фиг. 9 - уплотнительное устройство с цилиндрообразным корпусом и двумя втулками. FIG. 9 - sealing device with a cylindrical body and two bushings.
Фиг. 10 - уплотнительное устройство с прямоугольными в сечении патрубками и втулку, установленную в одном из патрубков. FIG. 10 - sealing device with rectangular cross-section pipes and a sleeve installed in one of the pipes.
Фиг. 11 - уплотнительное устройство с дополнительным корпусом и с втулкой, установленной в прямоугольном патрубке. FIG. 11 - sealing device with an additional housing and with a sleeve mounted in a rectangular pipe.
Для решения поставленной задачи, прежде всего, пришлось изменить геометрию сильфона (фиг. 1). To solve this problem, first of all, I had to change the geometry of the bellows (Fig. 1).
Сильфон 1 (фиг. 1) выполнен из узких гофр 2 и, по меньшей мере, одной широкой гофры 3. Стенки узких гофр 2 и широкой гофры 3 сопряжены между собой выпуклыми поверхностями 4 и вогнутыми поверхностями 5, соответственно. The bellows 1 (Fig. 1) is made of
Выпуклые поверхности 4 и вогнутые поверхности 5 выполнены в продольном сечении сильфона 1 в виде полуокружностей. Отношение радиуса R выпуклой поверхности 4 широкой гофры 3 к радиусу г выпуклой поверхности 4 узкой гофры 2 выбрано в диапазоне 1,5 - 2,5. Отношение высоты Н между выпуклой поверхностью 4 широкой гофры 3 и сопряженной с ней вогнутой поверхностью 5 узкой гофры 2 к высоте h между выпуклой поверхностью 4 и вогнутой поверхностью 5 узкой гофры 2 выбрано в диапазоне 0,5 - 1,5. Отношение радиуса R1 вогнутой поверхности 5 между широкой гофрой 3 и узкой гофрой 2 к радиусу r1 вогнутой поверхности 5 между узкими гофрами 2 выбрано в диапазоне 1,0 - 2,2.Convex surfaces 4 and
Введение в конструкцию широкой гофры 3 с указанными размерами позволяет повысить технико-эксплуатационные показатели при работе сильфона в условиях осевой неустойчивости. Introduction to the design of a
Как показали испытания, подобная геометрия узких гофр 2 и широкой гофры 3 изменила характер нагрузки на узкие гофры 2 и в целом на сильфон 1 независимо от длины и диаметра сильфона 1. Увеличилась устойчивость сильфона 1, нагруженного осевым усилием. Узкие гофры 2 (фиг. 1), расположенные от широкой гофры 3 слева и справа, стали работать с симметричным распределением нагрузки и с одинаковой величиной хода независимо от других геометрических размеров гофр, их количества и симметрии расположения. Выполнение выпуклых поверхностей 4 и вогнутых поверхностей 5 узких гофр 2 и широких гофр 3 в продольном сечении корпуса 1 в виде полуокружностей позволяет уменьшить концентрацию напряжений в вершинах упомянутых гофр. As tests have shown, a similar geometry of
Геометрия широкого гофра 3 (фиг. 1) отличается от узких гофр 2, она изменила жесткость и чувствительность сильфона 1. Но самое главное она изменила характер распределения нагрузки на все узкие гофры 2 и широкий гофр 3, увеличила устойчивость сильфона 1. Узкие гофры 2 слева и справа стали работать с симметричным распределением нагрузки и одинаковой величиной хода. При различных сочетаниях осевой силы (или заданного хода) цикл напряжений распределяется равномерно по всем гофрам, уменьшая критические напряжения в отдельных точках и увеличивая время наработки сильфона 1 на отказ. Сильфон 1 приобретает улучшенные эксплуатационные характеристики и становится долговечней. The geometry of wide corrugation 3 (Fig. 1) differs from
При симметричном расположении узких гофр 2 (фиг. 2, 3) относительно широкой гофры 3 распределение нагрузки будет 50% на 50% на каждое плечо (с равномерным распределением по гофрам). Поэтому в конструкции уплотнительного устройства целесообразно, чтобы узкие гофры 2 были расположены симметрично относительно широкой гофры 3. With a symmetrical arrangement of narrow corrugations 2 (Fig. 2, 3) relatively
Для того чтобы сильфон 1 эффективно выполнял функции компенсации и в то же время пружины, которые в ближайшем аналоге выполняет отдельный элемент, желательно, чтобы сильфон 1 был выполнен из металла. Однако при использовании заявленного устройства для различных машин и механизмов корпус сильфона 1 может быть выполнен и из различных материалов, например из пластмассы или жесткой резины, удовлетворяющих техническим требованиям к условиям эксплуатации. In order for the
Пример установки уплотнительного устройства I в стандартном центробежном насосе, применяемом в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания автомобиля, показан на фиг. 4. Уплотнительное устройство I для защиты подшипников вращающегося вала содержит сильфон 1, выполненный из гофр и из патрубков, расположенных по обе стороны от гофр. Уплотнительные элементы 6 и 7 расположены по обе стороны от гофрированной поверхности сильфона 1. Один из уплотнительных элементов 6 предназначен для сопряжения с неподвижным корпусом 8, а второй из уплотнительных элементов 7 предназначен для сопряжения с вращающимся рабочим органом 9 (крыльчаткой в рассматриваемом примере). На фиг. 4 также показаны: вал 10, подшипник 11, шкив 12, манжета 13. Размеры гофр сильфона 1 выбраны в соответствии с ранее указанными соотношениями, а для упрощения конструкции и технологичности изготовления сильфона 1 с одинаковой высотой гофр. An example of the installation of the sealing device I in a standard centrifugal pump used in the cooling system of an automobile internal combustion engine is shown in FIG. 4. The sealing device I for protecting the bearings of a rotating shaft contains a
В зависимости от реальных условий эксплуатации и технических требований могут быть выбраны различные варианты конкретного исполнения уплотнительного устройства I, выделенного на фиг. 4 окружностью. Depending on the actual operating conditions and technical requirements, various variants of a specific embodiment of the sealing device I, highlighted in FIG. 4 circle.
В самом простом варианте, поскольку узкие гофры перемещаются с одинаковой величиной хода, уплотнительные элементы 6 и 7 выполнены из втулок, установленных на патрубках сильфона 1 (фиг. 5). Левая часть (фиг. 5-11) сильфона 1 предназначена для состыковки и для сопряжения уплотнительного элемента 6 с неподвижным корпусом 8, а второй из уплотнительных элементов 7 предназначен для сопряжения с вращающимся рабочим органом 9 (фиг. 4). Уплотнительные элементы 6 и 7 могут быть выполнены из различных материалов: графофлекса, графита, текстолита, керамики, резины, фторопласта и т.п. в зависимости от условий эксплуатации. Патрубки и втулки выполнены цилиндрическими в простейшем варианте выполнения устройства (фиг. 5). In the simplest version, since the narrow corrugations move with the same stroke, the sealing
Для дополнительного улучшения качества уплотнения один из патрубков и одна из втулок 14, установленная на наружной поверхности патрубка, выполнены коническими (фиг. 6). В этом случае втулка 14 размещается в конической проточке неподвижного корпуса 8, а наружная поверхность патрубка раздает втулку 14 после ее установки. To further improve the quality of the seal, one of the nozzles and one of the
Один из патрубков может быть выполнен коническим и снабжен кольцом 15, закрепленным снаружи у большего основания конуса патрубка (фиг. 7). Втулка 16 выполнена с конической внутренней поверхностью и с цилиндрической наружной поверхностью. На цилиндрической наружной поверхности втулки 16 выполнен поперечный бурт 17, сопряженный с поверхностью кольца 15 патрубка. В этом варианте конический патрубок раздает втулку 16, а кольцо 15 поджимает поперечный бурт 17 втулки 16 к неподвижному корпусу. One of the nozzles can be made conical and provided with a
В другом варианте один из патрубков выполнен с загнутым наружу своим краем, С-образным в продольном сечении (фиг. 8). На торце втулки 18, обращенном к гофрированной поверхности сильфона 1, выполнена U-образная канавка 19 для размещения в ней упомянутого края патрубка (для наглядности втулка 18 показана на фиг. 8 снятой с патрубка), В этом случае край патрубка сильфона 1 раздает втулку 18 в поперечном направлении и поджимает в продольном. In another embodiment, one of the nozzles is made with its edge bent outward, C-shaped in longitudinal section (Fig. 8). At the end of the
Однако учитывая то обстоятельство, что левый край сильфона 1 связан с неподвижным корпусом 8, а правый - с вращающимся рабочим органом 9 (фиг. 4), могут быть использованы дополнительные варианты устройств, в которых в качестве уплотнительного элемента 6 использована конструктивно доработанная часть поверхности сильфона 1 без использования каких-либо втулок в качестве уплотнительного элемента 6. However, taking into account the fact that the left edge of the
Один из уплотнительных элементов 6 (фиг. 4) может быть выполнен в виде цилиндрообразного корпуса 20 (фиг. 9). Один край цилиндрообразного корпуса 20 загнут внутрь поперечно относительно продольной оси сильфона 1 и отогнут наружу продольно. Отогнутый наружу продольно край сильфона 1 закреплен на наружной поверхности одного из патрубков сильфона 1, например, сваркой. Цилиндрообразный корпус 20 расположен снаружи сильфона. Другой из уплотнительных элементов 7 (фиг. 4) выполнен из двух втулок 21 и 22 (фиг. 9), меньшего и большего диаметров, соответственно, установленных на другом из патрубков. Втулка 21 меньшего диаметра выполнена из материала с большей эластичностью, чем втулка 22 большего диаметра, например втулка 21 выполнена из резины или фторопласта, а втулка 22 - из графофлекса или текстолита. Втулка 21 установлена между гофрированной поверхностью сильфона 1 и втулкой 22. Втулка 22 большего диаметра выполнена с кольцевым буртом 23, обращенным продольно от гофрированной поверхность сильфона 1 и выступающим за патрубок. Наружная поверхность втулки 22 большего диаметра сопряжена с внутренней поверхностью цилиндрообразного корпуса 20, например, по скользящей посадке. Втулка 21 поджата между узкой гофрой сильфона 1 и втулкой 22 и препятствует ее вращению. В этом случае вращающийся рабочий орган 9 сопряжен с выступающим кольцевым буртом, поэтому обеспечена герметизация справа. За счет же пружинящих свойств сильфона 1 происходит герметизация со стороны его левого патрубка в соответствующей проточке неподвижного корпуса 8. One of the sealing elements 6 (Fig. 4) can be made in the form of a cylindrical body 20 (Fig. 9). One edge of the
В другом дополнительном варианте один из уплотнительных элементов 6 (фиг. 4) выполнен из патрубка сильфона 1 в виде гофры 24 большего диаметра, чем остальные гофры сильфона 1 (фиг. 10). В продольном сечении гофра 24 выполнена прямоугольной. Другой из патрубков 25 сильфона 1 также выполнен в продольном сечении прямоугольным, но с диаметром, близким к выбранному диаметру гофр сильфона 1. Другой из уплотнительных элементов 7 (фиг. 4) выполнен из втулки 26 (фиг. 10), установленной внутри другого патрубка 25 и закрепленной с ним, например, пайкой по окружности патрубка. Ширина втулки 26 выбрана большей, чем ширина упомянутого другого патрубка 25. В этом варианте при выполнении гофры 24 и другого патрубка 25 в сечении прямоугольными увеличивается их жесткость. Слева герметизация достигается за счет пружинящих свойств сильфона 1 и раздачи гофры 24 при сжатии сильфона 1, а герметизация справа обеспечивается за счет поджатия втулки 26 к вращающемуся рабочему органу 9 (фиг. 4). In another additional embodiment, one of the sealing elements 6 (Fig. 4) is made of a
Еще в одном дополнительном варианте выполнения устройства один из уплотнительных элементов 6 (фиг. 4) выполнен в виде дополнительного корпуса 26, расположенного снаружи сильфона 1 (фиг; 11). Один край дополнительного корпуса 26 загнут внутрь поперечно относительно продольной оси сильфона 1 и отогнут наружу продольно. Отогнутый наружу продольно край сильфона 1 закреплен, например, сваркой на наружной поверхности одного из патрубков сильфона 1. Другой край дополнительного корпуса 26 загнут внутрь поперечно относительно продольной оси сильфона 1. Другой из патрубков 27 сильфона 1 выполнен в продольном сечении прямоугольным (так же, как в предыдущем варианте). Другой из уплотнительных элементов 7 (фиг. 4) выполнен из втулки 28 (фиг. 11), установленной внутри упомянутого другого патрубка 27 и закрепленной с ним. Ширина втулки 28 выбрана большей, чем ширина упомянутого другого патрубка 27. Для закрепления втулки 28 с патрубком 27 выполнена пуклевка 29 (углубление вдавливанием) наружной поверхности этого патрубка. Загнутый внутрь поперечно край дополнительного корпуса 26 расположен в месте пуклевки, например, связан с наружной поверхностью патрубка 27 по скользящей посадке. В этом дополнительном варианте устройство как бы совмещает отдельные части двух предыдущих конструкций. В этом случае вращающийся рабочий орган 9 сопряжен с втулкой 28, поэтому обеспечена герметизация справа. За счет же пружинящих свойств сильфона 1 осуществляется герметизация со стороны его левого патрубка в соответствующей проточке неподвижного корпуса 8 (фиг. 4). In another additional embodiment, one of the sealing elements 6 (Fig. 4) is made in the form of an
Работает уплотнительное устройство следующим образом (фиг. 4). The sealing device operates as follows (Fig. 4).
При вращении вала 10 (фиг. 4) сильфон 1 компенсирует биения вала 10 и вращающегося рабочего органа 9. Уплотнительные элементы 6 и 7 при конструктивном различном выполнении уплотнительного устройства I (фиг. 5-11) имеют высокую степень прилегания по плоскостям, поскольку ход узких гофр равномерен под воздействием осевых нагрузок. Уплотнительные элементы 6 и 7 не допускают проникновения рабочей среды на вал 10 и в полость сильфона 1. Надежность герметизации обеспечивается постоянным осевым усилием нагруженного сильфона 1 на уплотнительные элементы 6 и 7. По мере износа трущихся поверхностей все гофры сильфона 1 разжимаются с одинаковой величиной своего хода, обеспечивается соответствующее поджатие уплотнительных элементов 6 и 7, что увеличивает надежность и долговечность устройства. When the
Наиболее успешно заявленное уплотнительное устройство для защиты подшипников вращающегося вала промышленно применимо в машинах и механизмах при их функционировании в различных агрессивных средах или с агрессивными рабочими жидкостями, и преимущественно может быть использовано в центробежных насосах различных типов, например, в жидкостной системе охлаждения двигателей внутреннего сгорания автомобилей. The most successfully declared sealing device for protecting rotating shaft bearings is industrially applicable in machines and mechanisms when they operate in various aggressive environments or with aggressive working fluids, and can mainly be used in various types of centrifugal pumps, for example, in a liquid cooling system of automobile internal combustion engines .
Источники информации
1. Патент США 2875696, н.п.к. 103-103, опубл. 1952 г.Sources of information
1. US patent 2875696, n.p. 103-103, publ. 1952
2. Патент США 2402995, н.п.к. 103-103, опубл. 1944 г. 2. US patent 2402995, n.p. 103-103, publ. 1944
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001112793A RU2180063C1 (en) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | Sealing device for protecting bearings of rotating shaft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001112793A RU2180063C1 (en) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | Sealing device for protecting bearings of rotating shaft |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2180063C1 true RU2180063C1 (en) | 2002-02-27 |
Family
ID=20249493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001112793A RU2180063C1 (en) | 2001-05-15 | 2001-05-15 | Sealing device for protecting bearings of rotating shaft |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2180063C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2579282C2 (en) * | 2011-08-11 | 2016-04-10 | АйТиТи Мэньюфэкчуринг Энтерпрайсиз ЭлЭлСи | Sealing pump shaft using sealing rings and bellows for holding bearing lubrication |
| CN105909801A (en) * | 2016-04-27 | 2016-08-31 | 新疆乌苏市北方新科有限公司 | Mechanical seal for asymmetrical U-shaped metal corrugated pipe |
| RU220833U1 (en) * | 2023-08-16 | 2023-10-05 | Общество с ограниченной ответственностью "ЯрТехСервис" | CENTRIFUGAL PUMP FOR PUMPING CHEMICALLY ACTIVE LIQUIDS |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2402995A (en) * | 1944-09-09 | 1946-07-02 | Porter Co Inc H K | Centrifugal pump |
| SU1335768A1 (en) * | 1986-04-04 | 1987-09-07 | Запорожский автомобильный завод "Коммунар" | Protecting cover |
-
2001
- 2001-05-15 RU RU2001112793A patent/RU2180063C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2402995A (en) * | 1944-09-09 | 1946-07-02 | Porter Co Inc H K | Centrifugal pump |
| SU1335768A1 (en) * | 1986-04-04 | 1987-09-07 | Запорожский автомобильный завод "Коммунар" | Protecting cover |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2579282C2 (en) * | 2011-08-11 | 2016-04-10 | АйТиТи Мэньюфэкчуринг Энтерпрайсиз ЭлЭлСи | Sealing pump shaft using sealing rings and bellows for holding bearing lubrication |
| CN105909801A (en) * | 2016-04-27 | 2016-08-31 | 新疆乌苏市北方新科有限公司 | Mechanical seal for asymmetrical U-shaped metal corrugated pipe |
| RU220833U1 (en) * | 2023-08-16 | 2023-10-05 | Общество с ограниченной ответственностью "ЯрТехСервис" | CENTRIFUGAL PUMP FOR PUMPING CHEMICALLY ACTIVE LIQUIDS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10731491B2 (en) | Sealing structure for turbocharger housing | |
| US4365816A (en) | Self-damping bellows seal assembly | |
| US8167494B2 (en) | Squeeze-film damper arrangement | |
| CA1265547A (en) | Ring seals | |
| US9856983B2 (en) | Single seal ring stuffing box | |
| US5975538A (en) | Radial lip shaft seal | |
| US20090315272A1 (en) | Brush seal device | |
| JP2011513666A (en) | Dynamic sealing | |
| EP0252636A2 (en) | Self-compensating seal | |
| CA2094591A1 (en) | Sear rotor | |
| US4511152A (en) | Self-reinforced face seal | |
| US7708285B2 (en) | Elastomer spring mechanical seal | |
| RU2180063C1 (en) | Sealing device for protecting bearings of rotating shaft | |
| US11796063B2 (en) | Seal assembly for rotatable shaft having ventilated dust seal with debris-blocking filter | |
| CN1280562C (en) | ball valve | |
| KR960038197A (en) | Sealing device | |
| US4289318A (en) | Hydraulic motor balancing ring seal | |
| US4265456A (en) | Sealing assembly | |
| CN113958709A (en) | A piston ring and piston assembly | |
| GB2143605A (en) | Swivel joint | |
| EP3627014A1 (en) | Mechanical seal | |
| CN114542718A (en) | Seal ring and seal unit | |
| US20190195366A1 (en) | Mechanical Seal and Device with Such a Mechanical Seal | |
| EP0266092A1 (en) | Swivel pipe joint | |
| CN222823915U (en) | An improved rotary joint |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130516 |