СТОЯНОЧНОЕ УПЛОТНЕНИЕ Российский патент 1995 года по МПК F16J15/34 

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к стояночным уплотнениям вращающихся валов.

Известно стояночное уплотнение вращающегося вала, содержащее неподвижный и подвижный уплотняющие элементы и центробежный механизм расцепления трущихся пар [1].

Недостатком этого стояночного уплотнения является сложность настройки и регулирования, большие габариты, нестабильность удельного давления в торцовой паре и повышенный износ муфты привода из-за осевых перемещений вала.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является стояночное уплотнение, содержащее неподвижный и установленный на валу подвижный уплотняющий элементы, центробежные грузы и резьбовую втулку, расположенную между валом, имеющим резьбовой буртик, и корпусом с фиксирующими втулку штифтами [2].

Недостатками известного устройства являются недостаточная герметичность уплотнения из-за неплотного прилегания торцовых уплотнительных поверхностей вследствие перекосов вала и корпуса, невысокая надежность при использовании разъемного резьбового соединения втулки и вала, неработоспособность данного устройства в коррозионно-активных средах из-за расположения механизма расцепления трущихся пар в рабочей среде.

Целью изобретения является повышение герметичности, надежности и работоспособности уплотнения при работе в коррозионно-активных и агрессивных средах.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено неподвижным в осевом направлении валом с выполненным в нем подшипником скольжения, а на роторе закреплен фланец, соединенный по резьбе и пружиной кручения с валом и застопоренный фиксатором от проворота. При этом ротор оперт на подшипник скольжения вала и установленный в корпусе с возможностью осевого перемещения подшипник. Разделение полостей осуществляется неподвижным уплотнительным элементом, установленным в корпусе через вторичное уплотнительное кольцо, и подвижным уплотнительным элементом, закрепленным на роторе.

С целью повышения герметичности указанного устройства неподвижный уплотнительный элемент установлен в корпусе с двумя и более последовательно установленными вторичными уплотнительными кольцами.

Указанная совокупность признаков проявляет в предложенном устройстве новые свойства, заключающиеся в том, что механизм расцепления трущихся пар вынесен из рабочей среды и расположен между опорами ротора. Расцепление трущихся пар торцового уплотнения осуществляется за счет осевого перемещения ротора при навинчивании закрепленного на нем фланца на ответную резьбу неподвижного в осевом направлении вала (с одновременным закручиванием соединяющей их пружины кручения). При этом необходимое на стоянке удельное давление в торцовой паре и плотное прилегание уплотнительных торцов в случае перекосов вала обеспечивается установкой двух и более вторичных уплотнительных колец, а закрытие стояночного уплотнения обеспечивается при уменьшении крутящего момента привода путем раскручивания пружины кручения, свинчивающей фланец с резьбы вала до упора в фиксирующий элемент.

Указанные свойства позволяют повысить герметичность, надежность и работоспособность стояночного уплотнения.

Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображено стояночное уплотнение, общий вид; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1.

Стояночное уплотнение состоит из корпуса 1 с установленным в нем на вторичных уплотнительных кольцах 2 неподвижного уплотнительного элемента 3, выполненного в виде втулки из износостойкого материала и закрепленного на роторе 4 подвижного уплотнительного элемента 5 из износостойкого материала. На роторе также закреплен фланец 6, фиксирующийся от осевых перемещений и проворачивания относительно ротора.

Фланец 6 соединен с неподвижным в осевом направлении валом 7 резьбовым соединением Б и пружиной кручения 8. Причем на валу 7 закреплен фиксатор 9, стопорящий резьбовое соединение от проворота в сторону раскручивания пружины.

Ротор 4 опирается на подшипник скольжения 10, выполненный из антифрикционного материала в валу 7, и подшипник 11, установленный в корпусе 1, с возможностью осевого перемещения.

Уплотняемая полость П₁ с коррозионно-активной средой разделена стояночным уплотнением с полостью П₂.

Устройство работает следующим образом. При прикладывании крутящего момента к валу 7 происходит навинчивание фланца 6 на резьбу вала 7 и одновременно закручивание пружины 8.

Поскольку вал 7 неподвижен в осевом направлении, происходит перемещение в осевом направлении фланца 6 вместе с ротором 4 на величину δ, определяемую углом закручивания пружины ϕ и шагом резьбы h по формуле
δ = h ˙ ϕ /360 .

Величина упругости Ψ предварительно сжатых вторичных уплотнительных колец 2 определяется по формуле
Ψ = δ + t, где t - зазор в торцовом уплотнении при работе, назначаемый с учетом конструктивно-технологических факторов.

При уменьшении крутящего момента происходит раскручивание пружины кручения до величины предварительной закрутки, определяемой фиксатором 9, стопорящим резьбовое соединение Б от дальнейшего раскручивания.

Таким образом, предложенное стояночное уплотнение позволяет повысить герметичность, надежность и работоспособность уплотнения в коррозионно-активных и агрессивных средах путем плотного прилегания уплотнительных торцов стояночного уплотнения и вынесением механизма расцепления трущихся пар из рабочей среды.

Использование: для уплотнения вращающихся валов. Сущность изобретения: на роторе установлен подвижный уплотняющий элемент. В неподвижном в осевом направлении вала выполнен подшипник скольжения. На роторе закреплен фланец, соединенный по резьбе и пружиной кручения с валом и застопоренный фиксатором от проворота. Ротор оперт на подшипник вала и установленный в корпусе с возможностью осевого перемещения подшипник. Неподвижный уплотнительный элемент установлен в корпусе через вторичное уплотнительное кольцо или через два и более последовательно установленных кольца. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. СТОЯНОЧНОЕ УПЛОТНЕНИЕ, включающее корпус, неподвижный и установленный на роторе подвижный уплотнительные элементы, фиксатор стопорения, отличающееся тем, что оно снабжено неподвижным в осевом направлении валом с выполненным в его торцевом гнезде подшипником скольжения и радиальным подшипником, установленным в корпусе с возможностью осевого перемещения, а на роторе закреплен фланец, соединенный по резьбе и пружиной кручения с валом и застопоренный фиксатором от проворота относительно ротора, при этом ротор расположен в подшипнике скольжения вала и радиальном подшипнике, а неподвижный уплотнительный элемент установлен в корпусе через вторичное уплотнительное кольцо. 2. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что неподвижный уплотнительный элемент установлен в корпусе через два и более последовательно установленных вторичных уплотнительных кольца.