ТОРЦЕВОЕ УПЛОТНЕНИЕ Российский патент 1995 года по МПК F16J15/34 

Изобретение относится к уплотнительной технике, а именно к торцовым сальниковым уплотнениям валов, машин и аппаратов, и может быть использовано для герметизации аппаратов с мешалками, насосов, турбин, компрессоров.

Известно торцовое уплотнение, содержащее подпружиненную аксиально подвижную обойму, в открытом со стороны центрирующей ее детали гнезде которой размещено кольцо сальниковой набивки, контактирующее с торцом входящего в гнездо аксиально фиксированного ответного кольца. При этом дно гнезда аксиально подвижной обоймы выполнено коническим [1]
Недостаток известного уплотнения состоит в том, что сальниковая набивка в процессе работы уплотнения изнашивается и выдавливается через зазоры. При этом поджатие аксиально подвижной обоймы осуществляется за счет сил упругости пружины. Таким образом контроль износа набивки и регулировки усилия поджатия подвижной обоймы невозможны без остановки центрирующей детали, например вала мешалки. Это снижает надежность и эффективность работы торцового уплотнения.

Известно торцовое уплотнение, содержащее корпус, вращающееся кольцо трения, закрепленное с возможностью аксиального перемещения на валу, контактирующую с ним сальниковую набивку, расположенную в кольцевой проточке корпуса, дно которой выполнено коническим, а сальниковая набивка выполнена из ленты, направление навивки которой совпадает с направлением вращения вала [2]
При вращении вала кольцо трения, поджатое пружинами к набивке, закручивает ее в проточке, сжимая вокруг внутренней поверхности проточки, что уменьшает выдавливание набивки, в результате чего повышается ресурс работы набивки.

Недостатками известного торцового уплотнения являются необходимость остановок агрегата с уплотняемым валом для контроля износа набивки и поджатия пружин уплотнения с целью компенсации их разжатия вследствие частичного износа и выдавливания набивки, а также невозможность контроля усилия сжатия набивки вращающимся кольцом при работе агрегата с уплотняемым валом, что снижает надежность работы и эффективность уплотнения.

Цель изобретения состоит в повышении эффективности и надежности уплотнения.

Цель достигается тем, что торцовое уплотнение, содержащее закрепленное на валу вращающееся кольцо трения и контактирующую с ним сальниковую набивку, расположенную в кольцевой проточке корпуса, снабжено кольцевым поршнем, гидроцилиндром и манометром, причем кольцевой поршень установлен в кольцевой проточке корпуса с фиксацией от проворота и с возможностью контактирования с сальниковой набивкой и образованием полости кольцевой проточки, а гидроцилиндр закреплен на корпусе и его рабочая полость соединена посредством выполненного в корпусе канала с полостью кольцевой проточки и манометром. При этом гидроцилиндр выполнен в виде двух коаксиально расположенных в корпусе гидроцилиндра плунжеров с винтовыми приводами, причем внутренний плунжер связан с последним через пружину.

Снабжение уплотнения кольцевым поршнем, установленным с возможностью контактирования с сальниковой набивкой и фиксацией от проворота, позволяет осуществить перемещение и поджатие набивки к вращающемуся кольцу трения и корпусу по мере ее износа и выдавливания.

Снабжение уплотнения гидроцилиндром, рабочая полость которого соединена посредством выполненного в корпусе канала с полостью кольцевой проточки, позволяет дистанционно создавать усилие для перемещения и поджатия набивки с помощью кольцевого поршня.

Снабжение уплотнения манометров, соединенным каналами с полостью кольцевой проточки и рабочей полостью гидроцилиндра, позволяет дистанционно контролировать усилие сжатия набивки и уплотнения.

Выполнение гидроцилиндра в виде двух коаксиально расположенных в корпусе гидроцилиндра плунжеров позволяет за счет небольшой площади поперечного сечения внутреннего плунжера создавать значительное усилие поджатия набивки кольцевым поршнем при малом усилии на плунжер, а за счет большей площади поперечного сечения наружного плунжера при относительно небольшом его перемещении создавать большой ход поршня (что требуется при предварительном обжатии вновь установленной набивки, когда усилие обжатия невелико), т.е. такое выполнение гидроцилиндра позволяет при относительно небольшом его габарите по оси цилиндра обеспечивать и большой ход поршня, и значительное давление на поршень при маломощном приводе.

Выполнение плунжеров с винтовыми приводами обеспечивает высокую точность регулировки давления на поршень и удобство фиксации рабочего положения плунжеров.

Связь малого плунжера с приводом через пружину обеспечивает поджатие набивки поршнем по мере ее износа.

На фиг.1 представлено уплотнение в разрезе; на фиг.2 вид А на фиг.1.

Торцовое уплотнение состоит из корпуса 1 с выполненной в нем кольцевой проточкой 2, в которой установлен с фиксацией от проворота посредством шпонки 3 кольцевой поршень 4. на валу 5 закреплена с помощью стопорных винтов 6 вращающаяся втулка 7 с кольцом 8 трения на торце. Кольцо 8 трения контактирует с сальниковой набивкой 9, расположенной в кольцевой проточке 2 корпуса 1 с возможностью контактирования с кольцевым поршнем 4. В корпусе 1 выполнен канал 10, соединяющий полость кольцевой проточки 2 с рабочей полостью 11 закрепленного на корпусе 1 гидроцилиндра 12 и с манометром (на чертеже не показан). Гидроцилиндр 12 выполнен в виде двух коаксиально установленных в корпусе 13 гидроцилиндра плунжеров 14 и 15. Наружный плунжер 14 гидроцилиндра 12 поджат накидной гайкой 16,0 а внутренний плунжер 15 взаимодействует с резьбовой втулкой 17 через пружину 18. Холодильник 19 охватывает торцовое уплотнение. Полость 20 между холодильником 19 и втулкой 7 заполнена консистентной смазкой и закрыта крышкой 21.

Торцовое уплотнение работает следующим образом.

В кольцевую проточку 2 устанавливают поршень 4 и сальниковую набивку 9 с возможностью их контактирования и образованием полости 2. Втулку 7 с вращающимся кольцом 8 трения прижимают к сальниковой набивке 9 и закрепляют на валу 5 стопорным винтом 6. Посредством вращения накидной гайки 16 опускают наружный плунжер 14, осуществляя предварительное поджатие кольцевого поршня 4 к сальниковой набивке 9. Требуемое усилие сжатия сальниковой набивки 9 поддерживают вращением резьбовой втулки 17, взаимодействующей через пружину 18 с внутренним плунжером 15. Усилие сжатия сальниковой набивки 9 контролируют по манометру. Поджатие втулки 17 до упора свидетельствует о полном износе сальниковой набивки 9. При работе торцового уплотнения в полость холодильника 19 подают охлаждающую жидкость, которая отводит выделяющееся при трении тепло.

Таким образом, благодаря наличию системы поджатия можно осуществлять дистанционное управление работой торцового уплотнения и контролировать износ сальниковой набивки на ходу. Это повышает эффективность и надежность работы уплотнения.

Использование: для герметизации аппаратов с мешалками, насосов, турбин, компрессоров. Сущность изобретения: на валу закреплено вращающееся кольцо трения. Контактирующая с кольцом сальниковая набивка расположена в кольцевой проточке корпуса. Кольцевой поршень установлен в кольцевой проточке корпуса с фиксацией от проворота и с возможностью контактирования с сальниковой набивкой и образованием полости проточки. Гидроцилиндр закреплен на корпусе, и его рабочая полость соединена выполненным в корпусе каналом с полостью проточки и манометром. Гидроцилиндр выполнен в виде двух коаксиально расположенных в его корпусе плунжеров с винтовыми приводами. Внутренний плунжер связан с приводом через пружину. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ТОРЦЕВОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее закрепленное на валу вращающееся кольцо трения и контактирующую с ним сальниковую набивку, расположенную в кольцевой проточке корпуса, отличающееся тем, что оно снабжено кольцевым поршнем, гидроцилиндром и манометром, причем кольцевой поршень установлен в кольцевой проточке корпуса с фиксацией от проворота, с возможностью контактирования с сальниковой набивкой и образованием полости кольцевой проточки, а гидроцилиндр закреплен на корпусе и его рабочая полость соединена посредством выполненного в корпусе канала с полостью кольцевой проточки и манометром. 2. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что гидроцилиндр выполнен в виде двух коаксиально расположенных в корпусе гидроцилиндра плунжеров с винтовыми приводами, причем внутренний плунжер связан с последним через пружину.