RU2797085C1

RU2797085C1 - Oil seal for water pump

Info

Publication number: RU2797085C1
Application number: RU2022130045A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Петрович Ивкин
Original assignee: Анатолий Петрович Ивкин
Filing date: 2022-11-18
Publication date: 2023-05-31

Abstract

FIELD: sealing.

SUBSTANCE: invention is aimed at increasing the reliability of the water pump by installing a new type of stuffing box, by creating tightness in the stuffing box due to the snug fit of the ‘ring on ring’ rings; increased wear resistance of the stuffing box during operation The invention relates to a new type of oil seals for a water pump and can be used in pumps for the automotive industry due to the standard size and shape for a seat in the water pump housing. The tightness in the stuffing box is improved by sealing the fit of the friction pair of the ‘ring on ring’ rings, and during the mechanical processing of the ceramic ring, the working part is brought to the mirror state without marks. The wear resistance at high temperatures is increased by using the TAF-40 graphite ring and ceramic ring, which has high strength, hardness and wear resistance. The peculiarity of the assembly and processing of materials, in turn, leads to an increase in the service life and reliability of a stuffing box of a new type, during which multi-step winding of the upper and lower parts of the spring is used with a coil pitch of 2.5 mm, and in the middle part of the spring 9.5 mm, which allows to eliminate vibration in the zone of the ‘ring on ring’ stuffing box.

EFFECT: prevention of radial displacement.

1 cl, 1 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Сальник нового типа для водяного насоса может быть использован в насосах для автомобилестроения и смежных областях.The new type water pump oil seal can be used in pumps for automotive and related fields.

Изобретение направлено на повышение надежности работы водяного насоса за счет установки сальника нового типа, с помощью создания герметичности в сальнике за счет плотного прилегания колец «Кольцо по кольцу», повышение износостойкости при работе в условиях высоких температур, посредством применения неподвижного уплотнительного графитового кольца ТАФ-40 и уплотнительного керамического кольца которое обладает высокой прочностью, твердостью и износостойкостью, увеличение ресурса работы и дополнительное повышение надежности сальника за счёт особенности конструкции сборки и обработки материалов.The invention is aimed at improving the reliability of the water pump by installing a new type of stuffing box, by creating tightness in the stuffing box due to the snug fit of the rings "Ring on the ring", increasing wear resistance when operating at high temperatures, through the use of a fixed sealing graphite ring TAF-40 and a sealing ceramic ring that has high strength, hardness and wear resistance, an increase in the service life and an additional increase in the reliability of the stuffing box due to the design features of the assembly and processing of materials.

Описание уровня техникиDescription of the prior art

Известен "Насос для перекачивания жидкости" патент РФ № 2133380 от 16.12.97 г., 5 МПК F 04 D 7/02, 29/22, 29/12, опубл. 20.07.99 г., бюл. № 20, содержащий сборный корпус, крыльчатку, втулку, вал, прокладки, резьбовые элементы, штифт, шайбы, фланец. Крыльчатка выполнена сборной в составе со ступенчатым кольцевым валом. Вал снабжен рифлениями на малом кольцевом выступе, а с другой стороны содержит торец с глухим отверстием. Торец вала взаимодействует с резиновой манжетой, в которой 10 размещено графитовое кольцо. Поверхность второго оппозитно расположенного первому графитового кольца установлена неподвижно с возможностью восприятия осевых нагрузок от подвижного графитового кольца. Подвижное графитовое кольцо упруго удерживается в торце ведомого вала. Крыльчатка установлена на рифлениях вала и выполнена из прочных термостойких материалов.Known "Pump for pumping fluid" RF patent No. 2133380 dated 12/16/97, 5 IPC F 04 D 7/02, 29/22, 29/12, publ. 07/20/99, bul. No. 20, containing a prefabricated body, impeller, bushing, shaft, gaskets, threaded elements, pin, washers, flange. The impeller is made as a team with a stepped annular shaft. The shaft is provided with corrugations on a small annular ledge, and on the other side contains an end face with a blind hole. The end of the shaft interacts with a rubber cuff, in which 10 a graphite ring is placed. The surface of the second opposite to the first graphite ring is mounted motionless with the possibility of receiving axial loads from the movable graphite ring. The movable graphite ring is elastically held at the end of the driven shaft. The impeller is mounted on the corrugations of the shaft and is made of durable heat-resistant materials.

Однако данное решение является комплексным и не предусматривает замену составляющих его частей, что в свою очередь экономически менее выгодно чем предлагаемое нами решение с возможностью быстрой замены узла водяного насоса в частности его сальника имеющего повышенную износостойкость его составляющих и большую надежностью.However, this solution is complex and does not provide for the replacement of its constituent parts, which in turn is less cost-effective than the solution we offer with the ability to quickly replace the water pump assembly, in particular its seal, which has increased wear resistance of its components and greater reliability.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к предлагаемому изобретению является "Сальник патронного типа для водяного насоса" патент РФ № 2215219 от 20.12.2002 г., МПК F16J 15/34 F04D 29/08, опубл. 27.10.2003 г., содержащий металлический патрон, на внешнем торце которого выполнен импеллер; кольцо-фиксатор; упругий резиновый элемент с двумя армирующими кольцами и конической пружиной; пару трения "кольцо по кольцу", одно из которых неподвижное графитовое, второе кольцо упорное вращающееся чугунное, выполненное с канавкой прямоугольного сечения; уплотнительную прокладку Г-образного сечения, посредством которой достигается герметичность упорного вращающегося чугунного кольца, коническую пружину и крыльчатку.The closest in technical essence and achieved technical result to the present invention is "Cartridge-type oil seal for a water pump" RF patent No. 2215219 dated 12/20/2002, IPC F16J 15/34 F04D 29/08, publ. October 27, 2003, containing a metal cartridge, on the outer end of which an impeller is made; retainer ring; elastic rubber element with two reinforcing rings and a conical spring; a pair of "ring-on-ring" friction, one of which is stationary graphite, the second ring is a rotating cast-iron thrust ring, made with a rectangular groove; L-shaped sealing gasket, through which the tightness of the thrust rotating cast iron ring is achieved, a conical spring and an impeller.

Основными недостатками которого являются: наличие вибрация в зоне сальника «кольца по кольцу» при работе, радиальное смещение сальника и недостаточная износостойкость.The main disadvantages of which are: the presence of vibration in the zone of the “ring on ring” stuffing box during operation, the radial displacement of the stuffing box and insufficient wear resistance.

Заявляемое техническое решение призвано решить вышеуказанные проблемы.The proposed technical solution is designed to solve the above problems.

Технической задачей данного изобретения является повышение надежности работы водяного насоса, повышение герметичности в сальнике, повышение износостойкости работы при высоких температурах, а также разработка нового способа сборки и обработки материалов с целью увеличения ресурса работы сальника.The technical objective of this invention is to increase the reliability of the water pump, increase the tightness in the stuffing box, increase the wear resistance of operation at high temperatures, as well as the development of a new method for assembling and processing materials in order to increase the service life of the stuffing box.

Технический результат достигается установкой в водяной нанос сальника нового типа, который унифицирован и может, применяется на заводах автомобилестроения за счет стандартного размера и формы под посадочное гнездо в корпусе водяного насоса. Повышение герметичности в сальнике достигается за счет уплотнения прилегания пары трение колец «Кольцо по кольцу» (при механической обработке керамического кольца рабочая часть доводится до «зеркальности», без рисок). Повышение износостойкости работы при высоких температурах с помощью применения графитового кольца ТАФ-40 и керамического кольца которое обладает высокой прочностью, твердостью и износостойкостью. Особенность сборки и обработки материалов в свою очередь приводит к увеличению ресурса и надежности сальника нового типа, в процессе которой применяется разно-шаговая навивка верхней и нижней части пружины с шагом витков по 2,5 мм, а в средней части пружины 9,5 мм что позволяет устранить вибрацию в зоне сальника «кольца по кольцу». Установка же подвижной втулки с керамическим кольцом одновременно с корпусом сальника в гнездо корпуса насоса позволяет не допускать его радиальное смещение.The technical result is achieved by installing a new type of seal in the water pump, which is unified and can be used at automotive plants due to the standard size and shape for the seat in the water pump housing. Improving the tightness in the stuffing box is achieved by sealing the fit of the pair of friction rings "Ring on the ring" (during the machining of the ceramic ring, the working part is brought to a "mirror", without marks). Improving the wear resistance of work at high temperatures by using the TAF-40 graphite ring and the ceramic ring, which has high strength, hardness and wear resistance. The peculiarity of assembly and processing of materials, in turn, leads to an increase in the resource and reliability of a new type of stuffing box, during which different-step winding of the upper and lower parts of the spring is used with a coil pitch of 2.5 mm, and in the middle part of the spring 9.5 mm, which allows to eliminate vibration in the area of the “ring on ring” stuffing box. Installing a movable bushing with a ceramic ring simultaneously with the stuffing box housing in the socket of the pump housing makes it possible to prevent its radial displacement.

Предлагаемое устройство поясняется следующим чертежом:The proposed device is illustrated by the following drawing:

«Сальник для водяного насоса в сборе»."Oil seal for the water pump assembly."

Перечень позиций на чертеже: 1 - втулка подвижная; 2 - кольцо резиновое; 3 - кольцо керамическое; 4 - кольцо упорное уплотнительное графитовое; 5 - манжета резиновая; 6 - кольцо верхнее опорное; 7 - пружина; 8 - кольцо опорное нижнее; 9 - корпус сальника; 10 - вал-подшипник; 11 - корпус насоса.List of positions in the drawing: 1 - movable sleeve; 2 - rubber ring; 3 - ceramic ring; 4 - graphite thrust sealing ring; 5 - rubber cuff; 6 - top support ring; 7 - spring; 8 - lower support ring; 9 - stuffing box body; 10 - shaft-bearing; 11 - pump housing.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Работает устройство следующим образом: при работе насоса жидкость попадает в зону пара трения «Кольцо по кольцу» одно из которых неподвижное уплотнительное графитовое 4 вставленное в резиновую манжету 5 корпуса сальника 9. Второе кольцо уплотнительное керамическое 3, установленное с резиновым кольцом 2, на металлической подвижной втулке 1. Сомкнутые без зазора кольца керамические и графитовое создают герметичность. В связи с этим при работе сальника жидкость не проходит между колец (графитовым и керамическим) за счет достижения максимального соприкосновения друг с другом, при помощи предварительной механической обработки керамического кольца рабочая часть которого доводится до «зеркальности». Сальник при монтаже в корпус водяного наоса устанавливается в сборе. При установке сальника в гнездо корпуса водяного насоса происходит его запрессовка, одновременно корпус сальника 9 в гнездо корпуса водяного насоса 11 и на вал-подшипник 10, подвижную втулку с соблюдением монтажного размера 11 (+-0,1 мм).The device works as follows: when the pump is running, the liquid enters the zone of the friction pair “Ring on the ring”, one of which is a stationary sealing graphite 4 inserted into the rubber cuff 5 of the stuffing box 9. The second sealing ceramic ring 3, installed with a rubber ring 2, on a metal movable sleeve 1. Ceramic and graphite rings closed without gap create tightness. In this regard, during the operation of the stuffing box, the liquid does not pass between the rings (graphite and ceramic) due to the achievement of maximum contact with each other, with the help of preliminary machining of the ceramic ring, the working part of which is brought to the "mirror". The stuffing box when mounted in the water pump housing is installed as an assembly. When the stuffing box is installed in the seat of the water pump housing, it is pressed in, at the same time the stuffing box 9 is pressed into the seat of the water pump housing 11 and on the bearing shaft 10, the movable sleeve in compliance with the mounting dimension 11 (+-0.1 mm).

Claims

Stuffing box for a water pump, consisting of a stuffing box body, a fixed sealing graphite ring, a spring, an impeller with a shaft, characterized in that it contains a ceramic sealing ring, ground without scratches, installed with a rubber ring on a metal movable bushing, while the spring is wound at different pitches, which in the upper and lower parts of the spring is made with a pitch of turns of 2.5 mm, and in the middle part of the spring - 9.5 mm, and when the stuffing box assembly is installed in the socket of the pump housing, it is pressed in, during which the stuffing box housing is simultaneously installed in socket of the pump housing, and a metal movable sleeve - on the shaft.