ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ Российский патент 1999 года по МПК F16J15/34 

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к торцовым уплотнениям вращающихся валов насосных и компрессорных агрегатов, перекачивающих жидкую и газообразную среду.

Известно торцовое уплотнение вращающегося вала, содержащее вращающийся и невращающийся уплотнительные блоки, при этом по меньшей мере один из них подвижен в осевом направлении и в месте подвижного контакта связан с деталью, передающей или воспринимающей крутящий момент, "поводковым устройством" типа штифт - паз (см., например, "Уплотнения и уплотнительная техника". Справочник. -М.: Машиностроение, 1986, с. 310-312, рис. 9.22). Указанное устройство обладает рядом недостатков, к наиболее существенным из которых следует отнести:
1. Нарушение аксиальной и угловой подвижности перемещаемого уплотнительного элемента. Это происходит вследствие того, что при передаче крутящего момента штифт, имея линейный контакт с поверхностью паза, образует в местах контакта цилиндрическую лунку. Такое сопряжение (лунка-штифт) приводит к выходу уплотнения из строя (см., например, "Механические уплотнения". Причины и анализ повреждений. Журнал "Pumps, pompes, pumpen", апрель 1980, N 163, с. 159-169).

2. Износ вала в месте контакта с подвижным уплотнительным элементом, поскольку в конструкции с таким поводковым устройством возникает крутящий момент, причем одна из сил пары образуется в сопряжении штифта с поверхностью паза, а вторая - в сопряжении подвижного уплотнительного блока с валом в районе вторичного уплотнения. При эксплуатации износ вала приводит, как правило, к выходу вторичного уплотнения из строя (см., например, "Уплотнения и уплотнительная техника". Справочник. -М.: Машиностроение, 1986, с. 311).

3. Защемление и выход из строя эластичного вторичного уплотнения вследствие неравномерного кольцевого зазора между перемещающимся уплотнительным элементом и валом (см., например, указанный справочник, с. 305-306).

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение надежности и долговечности уплотнения путем устранения износа деталей уплотнения, вызванных несовершенством поводкового устройства.

Указанная задача решается тем, что в торцовом уплотнении, содержащем вращающийся и невращающийся уплотнительные блоки, при этом по меньшей мере один из них подвижен в осевом направлении и в месте подвижного контакта связан с деталью, передающей или воспринимающей крутящий момент с помощью поводкового устройства, последнее выполнено в виде поворачивающегося вокруг своей оси фиксатора, размещенного в пазу детали и имеющего плоские поверхности, при этом в части фиксатора, обращенной к детали, выполнено перпендикулярно его оси отверстие, в нем размещен штифт, на концах которого закреплен поводок, установленный по отношению к фиксатору с зазорами с внутренних сторон, параллельных плоским поверхностям.

Передача крутящего момента таким поводковым устройством исключает неравномерность обжатия вторичного уплотнения за счет компенсации всех погрешностей от изготовления благодаря имеющимся у фиксатора трем степеням свободы. При вращении обеспечивается угловая подвижность подвижного блока во всех сечениях окружности.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - продольный разрез предлагаемого торцового уплотнения;
на фиг. 2 - выносной элемент A на фиг. 1 (повернуто);
на фиг. 3 - вид по стрелке Б на фиг. 2;
на фиг. 4 - вид по стрелке В на фиг. 3 с поперечным разрезом.

К корпусу 1 насоса или компрессора примыкает корпус 2 торцового уплотнения, которое предотвращает или ограничивает протечку перекачиваемой среды. Уплотнение состоит из вращающегося блока 3 и подвижного в осевом направлении блока 4. Блок 4 соединен с деталью (в примере, показанном на чертежах, это корпус 2), воспринимающей крутящий момент, через паз 5 и поворачивающийся вокруг оси 6 фиксатор 7, имеющий плоские поверхности 8. В части фиксатора 7, обращенной к детали (корпусу 2), выполнено перпендикулярно его оси отверстие 9, в нем размещен штифт 10. На концах штифта 10 закреплен поводок 11, установленный по отношению к фиксатору 7 с зазорами 12 с внутренних сторон, параллельных плоским поверхностям 8. Блок 4 поджат в осевом направлении к блоку 3 пружиной 13. Торцовое уплотнение имеет также вторичное уплотнение 14. Торцовое уплотнение имеет два диаметрально противоположных фиксатора 7. Собранное уплотнение установлено на вал 15.

При сборке уплотнения ось 6 фиксатора 7 устанавливается с возможностью поворота в подвижном в осевом направлении блока 4. Подвижный блок 4 устанавливается в корпус 2, при этом фиксатор 7 входит в паз 5 и независимо от погрешностей изготовления паза 5 прилегает плоскими поверхностями 8 к пазу 5 вследствие возможности поворота фиксатора 7 и поводка 11 на штифте 10.

При работе уплотнения из-за постоянного плоского контакта поверхностей 8 со стенками паза 5 исключается децентрация вторичного уплотнения 14 и, следовательно, его износ.

Таким образом, предлагаемая конструкция торцового уплотнения, используя три степени свободы для передачи крутящего момента от подвижного блока 4 на корпус 2, исключает влияние погрешностей изготовления деталей уплотнения на его работу и способна воспринимать любую прецессию вала и отслеживать торцовые биения при незначительных удельных усилиях в местах контакта фиксатора и паза, обеспечивая при этом постоянный зазор во вторичном уплотнении. Все вместе взятое способствует повышению надежности и долговечности торцового уплотнения.

Изобретение относится к уплотнениям вращающихся валов насосных и компрессорных агрегатов, перекачивающих жидкую и газообразную среду. В торцовом уплотнении, содержащем вращающийся и невращающийся уплотнительные блоки, по меньшей мере один из них подвижен в осевом направлении и в месте подвижного контакта связан с деталью, передающей или воспринимающей крутящий момент через паз, выполненный в детали, и поворачивающийся вокруг своей оси фиксатор, имеющий плоские поверхности. При этом в конце фиксатора, обращенном к детали, выполнено перпендикулярно его оси отверстие, в нем размещен штифт, на концах которого закреплена шпонка, установленная по отношению к фиксатору с зазорами с внутренних сторон, параллельных плоским поверхностям. Изобретение повышает надежность уплотнения. 4 ил.

Торцовое уплотнение, содержащее вращающийся и невращающийся уплотнительные блоки, при этом по меньшей мере один из них подвижен в осевом направлении и в месте подвижного контакта связан с деталью, передающей или воспринимающей крутящий момент с помощью поводкового устройства, отличающееся тем, что последнее выполнено в виде поворачивающегося вокруг своей оси фиксатора, размещенного в пазу детали и имеющего плоские поверхности, при этом в части фиксатора, обращенной к детали, выполнено перпендикулярно его оси отверстие, в нем размещен штифт, на концах которого закреплен поводок, установленный по отношению к фиксатору с зазорами с внутренних сторон, параллельных плоским поверхностям.