ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ Российский патент 2005 года по МПК F16J15/34 

Изобретение относится к уплотняющим устройствам вращающихся валов насосов, машин и аппаратов нефтеперерабатывающей, химической и других отраслей промышленности.

Известно торцовое уплотнение (патент РФ №2118729), наиболее близкое по своей технической сущности к предлагаемому, содержащее корпус, втулку, вал, вращающееся и невращающееся уплотнительные кольца, контактирующие между собой по плоской поверхности трения, причем на поверхности трения вращающегося кольца выполнена кольцевая канавка, соединенная каналами с коническими радиально расположенными полостями, на внешнем участке рабочей поверхности вращающегося кольца исполнена дополнительная кольцевая канавка, в которую установлено подпружиненное в осевом направлении дополнительное кольцо. Радиальные полости, исполненные во втулке, обращены вершинами наружу и сообщены ими с уплотняемой полостью, которые разделены шариками посредством пластинчатых пружин.

Основным недостатком известного торцового уплотнения есть сложность конструкции и изготовления, а также то, что подпружиненное в осевом направлении дополнительное кольцо устанавливается в дополнительную кольцевую канавку, которая исполнена на внешнем участке рабочей поверхности вращающегося кольца, чем уменьшается прочность вращающегося кольца, что может привести к разрушению пары трения.

Задача изобретения - упрощение конструкции и изготовления торцового уплотнения, повышение его надежности и долговечности.

Технический результат достигается тем, что вращающееся кольцо трения исполняется сборным из двух вращающихся концентрических колец - внешнего и внутреннего, которые контактируют с невращающимся сплошным кольцом трения, внешнее и внутреннее кольца установлены во втулке, которая содержит две соответствующие кольцевые канавки, разделенные между собой выступом так, что между внешним, внутренним кольцами и выступом образуется улавливающая кольцевая канавка, внутреннее кольцо загерметизировано и закреплено неподвижно, а внешнее загерметизировано в радиальном направлении и подвижно в осевом.

На фиг.1 изображено торцовое уплотнение, общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Торцовое уплотнение состоит из невращающегося сплошного кольца трения 1, которое установлено в корпусе 2 и загерметизировано вторичными уплотнениями 3 и 4 и закреплено штифтами 5, двух вращающихся концентрических колец - внешнего 6 и внутреннего 7, которые образуют с не вращающимся сплошным кольцом трения 1 пару трения. Вращающиеся концентрические кольца 6 и 7, установленные во втулке 8 в кольцевые канавки, разделены кольцевым выступом 9 и загерметизированы вторичными уплотнениями 10, 11, 12 и 13 соответственно. Внешнее кольцо 7 подпружинено в осевом направлении пружиной 14. Вращающиеся концентрические кольца 6 и 7, установленные во втулке 8 в кольцевые канавки, разделены кольцевым выступом 9 так, что образуют кольцевую канавку 15. Во втулке 8 исполнены конические радиально расположенные полости 16, соединенные продольными каналами 17 с кольцевой канавкой 15. Полости 16 закрыты шариками 18 при помощи пружин 19. Втулка 8 соединена с валом 20 шпонкой 21 и герметизируется вторичным уплотнением 22. Невращающееся сплошное кольцо трения 1 прижато к концентрическим кольцам 6 и 7 нажимным элементом 23 через пружину 24.

Уплотнение работает следующим образом.

При остановленном валу 20 герметизация уплотнения осуществляется стыком невращающегося сплошного кольца 1 и вращающихся концентрических колец 6 и 7, которые прижимаются нажимным элементом 23 через пружину 24, а радиально расположенные полости 16 закрыты шариками 18 при помощи пружин 19.

При вращении вала 20 вращается втулка 8 с вращающимися концентрическими кольцами 6 и 7 и радиальными полостями 16. Уплотняемая среда пытается проникнуть через стык невращающегося сплошного кольца трения 1 и вращающихся концентрических колец 6 и 7 наружу и попадает в образованную ими и кольцевым выступом 9 кольцевую канавку 15, дальше через продольные каналы 17 уплотняемая среда попадает в радиально расположенные полости 16. Затем под действием центробежной силы уплотняемая среда давит на шарики 18, преодолевая упругость пружин 19, через образование щели выбрасывается обратно в уплотняемую полость. При уменьшении центробежной силы под действием упругой силы пружин 19 шарики 18 плотно закрывают конические радиально расположенные полости 16. Этим перекрывается обратное проникновение уплотняемой среды через конические радиально расположенные полости 16 и продольные каналы 17 в кольцевую канавку 15 и далее наружу.

Так как уплотняемая среда просачивается через участок стыка внутреннего кольца 7 и невращающегося сплошного кольца 1 в значительно меньшем количестве, чем через участок внешнего кольца 6 и невращающегося сплошного кольца 1, то режим трения ближе к сухому, в результате чего износ на этом участке больший. Компенсация этого износа осуществляется за счет осевого перемещения внешнего кольца 6 без применения дополнительных колец.

Таким образом упрощается конструкция и изготовление торцового уплотнения, повышается его надежность и долговечность.

Изобретение относится к уплотняющим устройствам вращающихся валов насосов, машин и аппаратов нефтеперерабатывающей, химической и других отраслей промышленности. Вращающееся кольцо трения исполняется сборным из двух вращающихся концентрических колец - внешнего и внутреннего, которые контактируют с невращающимся сплошным кольцом трения. Внешнее и внутреннее кольца установлены во втулке, которая содержит две соответствующие кольцевые канавки, разделенные между собой выступом. Между внешним, внутренним кольцами и выступом образуется улавливающая кольцевая канавка. Внутреннее кольцо загерметизировано и закреплено неподвижно, а внешнее загерметизировано в радиальном направлении и подвижно в осевом. Изобретение упрощает конструкцию и изготовление торцевого уплотнения, повышается его надежность и долговечность. 2 ил.

Торцовое уплотнение, содержащее корпус, втулку, вал, вращающееся и невращающееся уплотнительные кольца, контактирующие между собой по плоской поверхности трения, причем на поверхности трения вращающегося кольца выполнена кольцевая канавка, соединенная каналами с коническими радиально расположенными полостями, на внешнем участке рабочей поверхности вращающегося кольца исполнена дополнительная кольцевая канавка, в которую установлено подпружиненное в осевом направлении дополнительное кольцо; радиальные полости, исполненные во втулке, обращены вершинами наружу и сообщены ими с уплотняемой полостью, которые разделены шариками посредством пластинчатых пружин, отличающееся тем, что вращающееся кольцо трения исполняется сборным из двух вращающихся концентрических колец - внешнего и внутреннего, которые контактируют с невращающимся сплошным кольцом трения, внешнее и внутреннее кольца установлены во втулке, которая содержит две соответствующие кольцевые канавки, разделенные между собой выступом так, что между внешним, внутренним кольцами и выступом образуется улавливающая кольцевая канавка, внутреннее кольцо загерметизировано и закреплено неподвижно, а внешнее загерметизировано в радиальном направлении и подвижно в осевом.