RU45802U1

RU45802U1 - CONTACTLESS SEALING ASSEMBLY

Info

Publication number: RU45802U1
Application number: RU2004136742/22U
Authority: RU
Inventors: А.В. Дмитриев; Р.Р. Валиев; Г.В. Григорьева; К.Ю. Петровичев; А.Р. Хасаншин; Ф.Р. Хасаншин; Ф.Ф. Хасаншин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Priority date: 2004-12-15
Filing date: 2004-12-15
Publication date: 2005-05-27

Abstract

Настоящая полезная модель относится к области машиностроения, а именно к уплотнительной технике, и может быть использована для бесконтактного уплотнения вращающихся валов агрегатов и машин, и конкретно касается ведомых и ведущих валов редукторов нефтяных станков-качалок.This utility model relates to the field of mechanical engineering, namely, sealing technology, and can be used for non-contact sealing of rotating shafts of units and machines, and specifically relates to driven and drive shafts of gearboxes of oil pumping units.

Оборудование предприятий нефтяной промышленности работает с самыми разными средами (жидкими, газообразными, парогазовыми, высоковязкими и др.), часто обладающими токсичными, коррозионными, пожаро- и взрывоопасными свойствами и практика показывает, что наиболее слабыми местами в данном оборудовании (станки-качалки, насосы, компрессоры, и др.) являются уплотнения валов. Оборудование работает при различных температурных режимах - вне помещений, на открытом воздухе при значительных перепадах температур, особенно это касается узлов уплотнения. Применяемые сальниковые уплотнения, резиновые манжеты ненадежны и недолговечны, требуют периодического обслуживания, в связи с чем около 20% простоев станков-качалок связаны с утечкой масла (смазочной жидкости) через сальниковые уплотнения крышки редуктора, чем и вызвана необходимость повышения их надежности.The equipment of the oil industry enterprises works with a wide variety of media (liquid, gaseous, gas-vapor, highly viscous, etc.), often having toxic, corrosive, fire and explosive properties, and practice shows that the weakest places in this equipment (rocking machines, pumps) , compressors, etc.) are shaft seals. The equipment operates at various temperature conditions - outdoors, outdoors with significant temperature differences, especially with regard to seal assemblies. The used stuffing box seals, rubber cuffs are unreliable and short-lived, they require periodic maintenance, and therefore about 20% of the idleness of the pumping units are connected with the leakage of oil (lubricating fluid) through the stuffing box seals of the gearbox cover, which necessitates increasing their reliability.

Целью полезной модели является повышение надежности работы и эффективность эксплуатации бесконтактного уплотнительного узла при конструктивной и технологической простоте исполнения, снижение его себестоимости и увеличение рабочего ресурса.The purpose of the utility model is to increase the reliability and operation efficiency of a non-contact sealing assembly with structural and technological simplicity of execution, reduce its cost and increase its working life.

Поставленная цель достигается применением бесконтактного уплотнительного узла, содержащего вал редуктора, крышку, маслосгонную втулку. Новым является то, что маслосгонная втулка выполнена с винтовыми канавками с нарезкой противоположной вращению вала редуктора, которые отводят масло при вращении вала редуктора внутрь корпуса бесконтактного This goal is achieved by the use of a non-contact sealing unit containing a gear shaft, a cover, an oil siding sleeve. What is new is that the oil-driven sleeve is made with helical grooves with a thread opposite to the rotation of the gearbox shaft, which divert the oil when the gearbox shaft rotates inside the non-contact housing

уплотнительного узла, причем на разных концах вала редуктора устанавливаются маслосгонные втулки с левой и правой нарезкой винтовых канавок.a sealing assembly, and oil-driven bushings with left and right threaded screw grooves are installed at different ends of the gearbox shaft.

Технико-экономическая эффективность полезной модели обусловлена экономией смазочных материалов за счет исключения утечек масла, улучшением условий труда, противопожарной безопасностью, снижением расходов на охрану окружающей среды за счет исключения попадания смазочной жидкости в окружающую среду, а также снижением трудозатрат на изготовление и обслуживание бесконтактного уплотнительного узла за счет упрощения его конструкции и облегчения монтажа.The technical and economic efficiency of the utility model is due to the saving of lubricants by eliminating oil leaks, improving working conditions, fire safety, reducing environmental costs by eliminating the ingress of lubricant into the environment, as well as reducing labor costs for the manufacture and maintenance of a non-contact sealing assembly by simplifying its design and ease of installation.

Преимущества бесконтактного уплотнительного узла заключаются в расширении возможностей использования таких уплотнений в различных областях техники.The advantages of a non-contact sealing assembly are the expansion of the possibilities of using such seals in various fields of technology.

Предлагаемая полезная модель может быть изготовлена промышленным способом, что подтверждают испытания опытного образца, проводящиеся в настоящее время.The proposed utility model can be manufactured industrially, which is confirmed by the tests of the prototype, ongoing.

На данный момент предлагаемый бесконтактный уплотнительный узел проходит полевые испытания на редукторах нефтяных станков-качалок. Эксплуатация опытного образца показала, что конструкция надежна, не требует регулировки и замены деталей. Визуальный осмотр подтверждает отсутствие следов утечки масла, как с быстроходного вала, так и с тихоходного, что при внедрении в производство данной полезной модели принесет значительный экономический эффект. 2 илл.At the moment, the proposed non-contact sealing unit is undergoing field tests on gearboxes of oil pumping units. The operation of the prototype showed that the design is reliable, does not require adjustment and replacement of parts. A visual inspection confirms the absence of traces of oil leakage, both from a high-speed shaft and from a slow-moving one, which, when this utility model is introduced into production, will bring significant economic effect. 2 ill.

Description

Настоящая полезная модель относится к области машиностроения, а именно к уплотнительной технике, и может быть использована для бесконтактного уплотнения вращающихся валов агрегатов и машин, и, конкретно, касается ведомых и ведущих валов редукторов нефтяных станков-качалок.This utility model relates to the field of mechanical engineering, namely, sealing technology, and can be used for non-contact sealing of rotating shafts of units and machines, and, specifically, relates to driven and driving shafts of gearboxes of oil pumping units.

Из анализа уровня техники известны бесконтактные уплотнительные устройства импеллерного типа, жидкостные уплотнения и т.п.From the analysis of the prior art, contactless sealing devices of impeller type, liquid seals and the like are known.

Известно бесконтактное уплотнение вала, защищенное авторским свидетельством СССР, в котором герметизирующий элемент размещен в зазоре между валом и корпусом и охватывает вал с возможностью радиального перемещения. Элемент выполнен в виде упругой винтообразной спирали, навитой преимущественно плотно виток к витку по поверхности вала с закреплением одного ее конца на этом валу. Направление витков спирали противоположно направлению вращения вала. Для равномерного радиального перемещения A non-contact shaft seal is known, protected by the USSR copyright certificate, in which the sealing element is placed in the gap between the shaft and the housing and covers the shaft with the possibility of radial movement. The element is made in the form of an elastic helical spiral, wound mainly tightly to the coil on the surface of the shaft with one end fixed to this shaft. The direction of the spiral turns is opposite to the direction of rotation of the shaft. For uniform radial movement

свободных витков на каждом из них имеется один или несколько выступов по ее окружности. (Авт. свид. СССР №1642163 F 16 J 15/44 «Бесконтактное уплотнение вала»).free turns on each of them has one or more protrusions along its circumference. (Aut. Certificate of the USSR No. 1642163 F 16 J 15/44 "Non-contact shaft seal").

Недостатком данного бесконтактного уплотнения вала является невысокая герметизирующая способность.The disadvantage of this non-contact shaft seal is its low sealing ability.

Известно бесконтактное уплотнение вращающегося вала, которое содержит крышку, закрепленную в корпусе и образующую уплотнительную камеру. В камере размещен двусторонний отражательный диск, состоящий из ступицы и обода, выступающего с обеих сторон ступицы диска и выполненного с конусными поверхностями, а также дренажную систему для отвода уплотняемой среды в виде выполненных в крышке и элементах уплотнения наклонных поверхностей и кольцевых канавок, сообщающихся каналами с отводными отверстиями. Уплотнение снабжено дисковым отсекателем с конусной поверхностью, закрепленным на валу и размещенным в уплотнительной камере большим основанием конуса в наружной поверхности втулки на валу. (Авт. свид. СССР №1488646 F 16 J 15/54 «Бесконтактное уплотнение вращающегося вала»).A non-contact seal of a rotating shaft is known, which comprises a cover fixed in the housing and forming a sealing chamber. A double-sided reflective disk is placed in the chamber, consisting of a hub and a rim protruding from both sides of the disk hub and made with conical surfaces, as well as a drainage system for draining the sealing medium in the form of inclined surfaces and annular grooves made in the lid and sealing elements in communication with drain holes. The seal is equipped with a disk cutter with a conical surface mounted on the shaft and placed in the sealing chamber by a large cone base in the outer surface of the sleeve on the shaft. (Auth. St. USSR No. 1488646 F 16 J 15/54 "Non-Contacting Rotary Shaft Seal").

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции, обусловленная наличием сложной дренажной системы для отвода уплотняемой среды и дисковым отсекателем с конусной поверхностью, и, как следствие, сложность эксплуатации уплотнения.The disadvantages of this device are the complexity of the design, due to the presence of a complex drainage system for removal of the sealed medium and a disk cutter with a conical surface, and, as a result, the complexity of the operation of the seal.

Ближайшим аналогом, выбранным нами в качестве прототипа, является уплотнительный узел, содержащий размещенную в корпусе втулку с многозаходной винтовой нарезкой на ее внутренней поверхности и установленный с зазором внутри втулки винт. В теле втулки на глубине, превышающей высоту винтовой нарезки, равномерно по рабочей длине втулки выполнены кольцевые коллекторы, а между витками нарезки выполнены радиальные каналы с шагом, кратным шагу нарезки, соединяющие коллекторы с полостью между винтом и втулкой, при этом втулка размещена в корпусе с зазором с The closest analogue that we have chosen as a prototype is a sealing assembly containing a sleeve located in the housing with multi-thread screw thread on its inner surface and a screw installed with a clearance inside the sleeve. In the body of the sleeve, at a depth exceeding the height of the screw thread, ring collectors are made uniformly along the working length of the sleeve, and radial channels are made between the turns of the thread with a step that is a multiple of the cutting step connecting the collectors with the cavity between the screw and the sleeve, while the sleeve is placed in the housing with gap with

возможностью радиального перемещения. (Авт. свид. СССР №1528988 F 16 J 15/44 «Уплотнительный узел»).the possibility of radial movement. (Aut. Certificate of the USSR No. 1528988 F 16 J 15/44 “Sealing unit”).

Недостатком данного уплотнительного узла является сложность эксплуатации в виду подвода охлаждающего газа к узлу для уменьшения теплового потока, что ведет к ограничению технологических возможностей.The disadvantage of this sealing unit is the complexity of operation in view of the supply of cooling gas to the unit to reduce heat flow, which leads to a limitation of technological capabilities.

Поставленная цель достигается применением бесконтактного уплотнительного узла, содержащего вал редуктора, крышку, маслосгонную втулку.This goal is achieved by the use of a non-contact sealing unit containing a gear shaft, a cover, an oil siding sleeve.

Новым является то, что маслосгонная втулка выполнена с винтовыми канавками с нарезкой, противоположной вращению вала редуктора. При вращении вала редуктора винтовые канавки отводят масло (смазочную жидкость) внутрь корпуса, причем на разных концах вала редуктора устанавливаются маслосгонные втулки с левой и правой нарезкой винтовых канавок.What is new is that the oil-driven sleeve is made with helical grooves with a thread opposite to the rotation of the gearbox shaft. When the gearbox shaft rotates, helical grooves divert oil (lubricating fluid) into the housing, and oil-driven bushings with left and right threads of the helical grooves are installed at different ends of the gearbox shaft.

Предлагаемый бесконтактный уплотнительный узел поясняется чертежами, где:The proposed non-contact sealing unit is illustrated by drawings, where:

- на фиг.1 изображена конструкция бесконтактного уплотнительного узла;- figure 1 shows the design of a non-contact sealing unit;

- на фиг.2 - маслосгонная втулка с винтовыми канавками. Бесконтактный уплотнительный узел состоит из вала редуктора 1 с крышкой 2, на который насаживается маслосгонная втулка 3 с винтовыми канавками 4, с нарезкой винта противоположно направлению вращения вала редуктора 1. Для расширения области использования бесконтактного уплотнительного узла при различных условиях эксплуатации узел может содержать прижимную крышку и сальниковую набивку (на фиг. не указаны).- figure 2 - masloosgonny sleeve with helical grooves. A non-contacting sealing assembly consists of a gearbox shaft 1 with a cover 2, onto which an oil-lubricating sleeve 3 with screw grooves 4 is mounted, with a screw thread opposite the direction of rotation of the gearbox shaft 1. To expand the scope of use of a non-contacting sealing assembly under various operating conditions, the assembly may contain a pressure cap and stuffing box (not shown in Fig.).

Работа бесконтактного уплотнительного узла осуществляется следующим образом.The operation of the contactless sealing unit is as follows.

При вращении вала редуктора 1 смазочная жидкость, попадая в зазор между корпусом и валом редуктора 1, отводится внутрь, при этом маслосгонная втулка 3 работает как винтовой насос.When rotating the shaft of the gearbox 1, the lubricant falling into the gap between the housing and the shaft of the gearbox 1 is diverted inward, while the oil-driven sleeve 3 acts as a screw pump.

В зависимости от частоты вращения вала редуктора 1 можно изменять количество заходов винтовых канавок 4 маслосгонной втулки 3, что позволяет использовать данный бесконтактный уплотнительный узел как на тихоходных, так и на быстроходных валах редукторов.Depending on the frequency of rotation of the shaft of the gearbox 1, you can change the number of visits of the helical grooves 4 of the oil-driven sleeve 3, which allows you to use this non-contact sealing unit on both low-speed and high-speed shafts of the gearboxes.

На данный момент предлагаемый бесконтактный уплотнительный узел проходит полевые испытания на редукторах нефтяных станков-качалок. Эксплуатация опытного образца показала, что конструкция надежна, не требует регулировки и замены деталей. Визуальный осмотр подтверждает отсутствие следов утечки масла, как с быстроходного вала, так и с тихоходного, что при внедрении в производство данной полезной модели принесет значительный экономический эффект.At the moment, the proposed non-contact sealing unit is undergoing field tests on gearboxes of oil pumping units. The operation of the prototype showed that the design is reliable, does not require adjustment and replacement of parts. A visual inspection confirms the absence of traces of oil leakage, both from a high-speed shaft and from a slow-moving one, which, when this utility model is introduced into production, will bring significant economic effect.

Claims

A non-contact sealing assembly including a gear shaft, a cover and an oil-driven sleeve installed on the gear shaft, characterized in that the oil-driven sleeve is made with helical grooves with a thread opposite to the rotation of the gear shaft, with the possibility of oil drainage when the gear shaft rotates into the housing, at different ends of the shaft gearbox mounted oil-driven bushings with left and right threaded screw grooves.