СИСТЕМА КОНТАКТНОГО УПЛОТНИТЕЛЬНОГО КОЛЬЦА С УЛУЧШЕННЫМ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫМ УПЛОТНЕНИЕМ Российский патент 2016 года по МПК F16J15/34 

Данное изобретение относится к системе контактного уплотнительного кольца с улучшенным вспомогательным уплотнением.

Проблематичными в известных системах контактного уплотнительного кольца являются вспомогательные уплотнения, которые часто должны осуществлять уплотнение на задней стороне, т.е. на противоположной уплотнительному зазору стороне контактного кольца. При этом вспомогательные уплотнения должны удерживаться подвижными в осевом направлении с целью компенсации, в частности, также осевых сдвигов между валом и корпусом при остановке или медленном вращении машины, и обеспечения герметизации. На основании имеющихся обычно при работе системы контактного уплотнительного кольца высоких давлений и высоких температур вспомогательные уплотнения пластично деформируются, что затем при остановке машины может приводить к нежелательной напрессовке в горячем состоянии на гильзообразный конструктивный элемент на основании уменьшения температуры и уменьшения давления. Однако за счет этого может уменьшаться подвижность вспомогательного уплотнения, и при остановке, соответственно, при приведении в действие снова машины может возникать утечка между обоими контактными кольцами, или утечка на задней стороне контактного кольца, на которой расположено вспомогательное уплотнение. Из DE 202007017783.6 U1 известна система контактного уплотнительного кольца, в которой между вспомогательным уплотнением и контактным кольцом свободно расположено опорное кольцо с целью предотвращения также при высоких температурах и, в частности, при высоких механических нагрузках, возможных напряжений среза между частями на основании различных тепловых расширений конструктивных элементов. Кроме того, при этом между опорным кольцом и вспомогательным уплотнением расположен пленочный слой из РЕЕК. Этот пленочный промежуточный слой должен также предотвращать отрицательные воздействия на основании различных коэффициентов теплового расширения на опорное кольцо, соответственно, вспомогательное уплотнение.

Поэтому задачей изобретения является создание при простой конструкции и возможности простого, экономичного изготовления системы контактного уплотнительного кольца с устройством вспомогательного уплотнения, которое во всех рабочих состояниях, в частности, во время или после остановки, обеспечивает надежное и без утечки уплотнение.

Эта задача решена с помощью системы контактного уплотнительного кольца с признаками пункта 1 формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения указаны предпочтительные модификации изобретения.

Таким образом, система контактного уплотнительного кольца, согласно изобретению, с признаками пункта 1 формулы изобретения имеет то преимущество, что также при остановке или медленном вращении или при новом запуске обеспечивается достаточная осевая подвижность вспомогательного уплотнения. В частности, согласно изобретению предотвращается то, что устройство вспомогательного уплотнения после охлаждения застревает на трубном конструктивном элементе, соответственно, напрессовывается на него в горячем состоянии, что приводило бы к исключению осевой подвижности устройства вспомогательного уплотнения. Это достигается, согласно изобретению тем, что устройство вспомогательного уплотнения выполнено в виде единого целого с кольцевым элементом (частью кольцевого элемента) и вспомогательным уплотнением (частью вспомогательного уплотнения). При этом кольцевой элемент расположен на стороне вспомогательного уплотнения, которая направлена к стационарному контактному кольцу. Вспомогательное уплотнение и кольцевой элемент выполнены из различных материалов и имеют между собой неразъемное соединение с целью создания цельного устройства вспомогательного уплотнения. Таким образом, за счет фиксации кольцевого элемента на вспомогательном уплотнении с образованием одного единственного конструктивного элемента можно, согласно изобретению, сохранять осевую подвижность устройства вспомогательного уплотнения. Кроме того, кольцевой элемент обеспечивает расстояние в осевом направлении между контактным кольцом и вспомогательным уплотнением, так что, в частности, предотвращается возможное, возникающее во время работы экструдирование, т.е. втягивание материала вспомогательного уплотнения в зазор между контактным кольцом и трубчатым конструктивным элементом.

Предпочтительно, соединение между вспомогательным уплотнением и кольцевым элементом является выполненным с помощью термических способов соединением, в частности, соединением спеканием. Соединение спеканием обеспечивает неразъемное соединение между вспомогательным уплотнением и кольцевым элементом и может выполняться просто и с низкой стоимостью. Например, зернообразные или порошковые материалы для вспомогательного уплотнения и кольцевого элемента можно помещать в форму и совместно подвергать спеканию, или же, в качестве альтернативы, кольцевой элемент формируется посредством спекания на уже изготовленном вспомогательном уплотнении, или вспомогательное уплотнение формируется посредством спекания на кольцевом элементе. Кроме того, в качестве альтернативного решения, возможны также изготовленные с помощью других способов устройства вспомогательного уплотнения, например, в виде цельной отлитой под давлением части по меньшей мере из двух различных материалов, или с помощью способа быстрого макетирования, например, посредством лазерного спекания, при этом, в частности, устройство вспомогательного уплотнения можно изготавливать быстро и экономично с помощью слоистой конструкции. Кроме того, в качестве альтернативы возможно соединение между вспомогательным уплотнением и кольцевым элементом в виде клеевого соединения.

Кроме того, система контактного уплотнительного кольца предпочтительно содержит натяжное приспособление для предварительного напряжения устройства вспомогательного уплотнения в осевом направлении. Натяжное приспособление содержит прижимное кольцо и натяжной элемент, предпочтительно несколько распределенных по окружности пружин, при этом прижимное кольцо прилегает к вспомогательному уплотнению.

Кроме того, прижимное кольцо перекрывает вспомогательное уплотнение устройства вспомогательного уплотнения по меньшей мере частично в осевом направлении. За счет этого можно удерживать устройство вспомогательного уплотнения, в частности, также при больших колебаниях температуры, дополнительно еще с помощью прижимного кольца. При этом прижимное кольцо прилегает лишь свободно к устройству вспомогательного уплотнения. Согласно одному другому варианту выполнения изобретения, прижимное кольцо заходит под (охватывает снизу) часть вспомогательного уплотнения в осевом направлении с помощью осевого выступа. За счет этого вспомогательное уплотнение удерживается с помощью прижимного кольца на месте, и тем самым может предотвращаться склонность к напрессовке в горячем состоянии вспомогательного уплотнения. Особенно предпочтительно, прижимное кольцо охватывает часть вспомогательного уплотнения сверху и снизу.

Кроме того, прижимное кольцо предпочтительно охватывает сзади вспомогательное уплотнение с помощью охватывающей сзади (поднутренной) зоны.

Согласно одному другому варианту выполнения изобретения, кольцевой элемент устройства вспомогательного уплотнения содержит проходящее в осевом направлении кольцевое продолжение. Это кольцевое продолжение частично охватывает сверху в осевом направлении вспомогательное уплотнение, предпочтительно в радиально самой наружной зоне. За счет этого может обеспечиваться то, что кольцевой элемент предпочтительно проходит по всей радиальной высоте вспомогательного уплотнения и дополнительно еще охватывает сверху в осевом направлении вспомогательное уплотнение. За счет этого можно предотвращать, в частности, возможно возникающие силы опрокидывания, которые могут приводить к опрокидыванию стационарного контактного кольца.

Согласно альтернативному варианту выполнения данного изобретения, вспомогательное уплотнение устройства вспомогательного уплотнения имеет на направленной к стационарному контактному кольцу стороне выступающий в осевом направлении уступ. Кроме того, кольцевой элемент имеет проходящее в осевом направлении кольцевое продолжение, которое охватывает сверху выступающий уступ вспомогательного уплотнения.

Кроме того, соединение выполнено во всей контактной зоне между вспомогательным уплотнением и кольцевым элементом. Это обеспечивает надежное соединение между обоими конструктивными элементами, так что устройство вспомогательного уплотнения в виде цельного конструктивного элемента имеет длительный срок службы. Кроме того, могут очень надежно передаваться усилия среза.

Предпочтительно, кольцевой элемент содержит высокопрочную пластмассу, в частности, РЕЕК или РЕК или РЕКЕКК.

Особенно предпочтительно, вспомогательное уплотнение содержит PTFE, а кольцевой элемент - РЕЕК. За счет выбора предпочтительно РЕЕК в качестве материала для кольцевого элемента обеспечивается, что в случае понижения температуры, на основании неподвижного соединения между кольцевым элементом из РЕЕК и вспомогательным уплотнением из PTFE, прижимное кольцо противодействует тенденции к напрессовке в горячем состоянии вспомогательного уплотнения из PTFE и кольцевого элемента из РЕЕК. Таким образом, может быть уменьшена сила напрессовки на кольцевом элементе из РЕЕК и вспомогательном уплотнении из PTFE и предотвращена напрессовка на трубчатый конструктивный элемент, так что всегда сохраняется подвижность устройства вспомогательного уплотнения. Кроме того, за счет более твердого кольцевого элемента из РЕЕК может предотвращаться экструзия (выдавливание) более мягкого вспомогательного уплотнения из PTFE в зазор между трубчатым конструктивным элементом и стационарным контактным кольцом. Таким образом, применение устойчивого к экструзии материала для кольцевого элемента обеспечивает также возможность уменьшения этого зазора между стационарным контактным кольцом и трубчатым конструктивным элементом. В качестве альтернативного решения, в качестве материала для кольцевого элемента можно применять смесь материалов, содержащую РЕЕК, а для вспомогательного уплотнения - смесь материалов, содержащую PTFE.

Предпочтительно кольцевой элемент устройства вспомогательного уплотнения имеет на своей направленной к трубчатому конструктивному элементу стороне длину L1, и вспомогательное уплотнение имеет в осевом направлении на обращенной к трубчатому конструктивному элементу стороне длину L2, при этом длина L2 по меньшей мере в два раза больше и предпочтительно в три раза больше длины L1. При этом особенно предпочтительно, что длина L1 лежит в диапазоне от 0,1 мм до 0,2 мм, предпочтительно между 0,4 мм и 0,8 мм. Предпочтительно, осевая длина L2 вспомогательного уплотнения лежит в диапазоне от 2 мм до 12 мм, в частности, между 4 мм и 10 мм, предпочтительно между 3 мм и 8 мм, и особенно предпочтительно между 3 мм и 6 мм. Кроме того, предпочтительно, что общая длина L3 состоящего из одной части (т.е. цельного) устройства вспомогательного уплотнения составляет максимально 14 мм. Другими словами, сумма длин L1+L2 составляет максимально 14 мм.

Согласно одному другому варианту выполнения изобретения, между устройством вспомогательного уплотнения и прижимным кольцом предусмотрено соединение с геометрическим замыканием. При этом соединение с геометрическим замыканием выполнено, в частности, между вспомогательным уплотнением и прижимным кольцом. При этом особенно предпочтительно устройство вспомогательного уплотнения подвешено на прижимном кольце, т.е. прижимное кольцо охватывает сзади часть устройства вспомогательного уплотнения, так что, в частности, также нежелательный процесс напрессовки при охлаждении устройства вспомогательного уплотнения за счет этого становится еще менее вероятным, поскольку прижимное кольцо удерживает устройство вспомогательного уплотнения. Особенно предпочтительно, соединение с геометрическим замыканием между устройством вспомогательного уплотнения и прижимным кольцом образовано с помощью кольцеобразного закрепления, при этом вспомогательное уплотнение предпочтительно имеет кольцеобразно выступающую зону, которая размещается в кольцевой канавке в прижимном кольце.

Кроме того, система контактного уплотнительного кольца предпочтительно является газовым уплотнением для уплотнения газообразной среды. В качестве альтернативного решения, система контактного уплотнительного кольца предпочтительно является жидкостным уплотнением для уплотнения жидкой среды или смеси газа и жидкости.

Ниже приводится подробное описание примеров выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:

фиг. 1 - разрез системы вспомогательного уплотнения, согласно первому примеру выполнения изобретения;

фиг. 2 - устройство вспомогательного уплотнения из фиг. 1 в увеличенном масштабе;

фиг. 3 - разрез системы вспомогательного уплотнения, согласно второму примеру выполнения изобретения;

фиг. 4 - разрез системы вспомогательного уплотнения, согласно третьему примеру выполнения изобретения;

фиг. 5 - разрез системы вспомогательного уплотнения, согласно четвертому примеру выполнения изобретения;

фиг. 6 - устройство вспомогательного уплотнения из фиг. 5 в увеличенном масштабе; и

фиг. 7-10 - другие предпочтительные альтернативные выполнения устройства вспомогательного уплотнения, согласно изобретению.

В последующем описании примеров выполнения одинаковые, соответственно, технически функционально одинаковые конструктивные элементы обозначены одинаковыми позициями.

Ниже приводится подробное описание со ссылками на фиг. 1 и 2 системы 1 контактного уплотнительного кольца, согласно первому примеру выполнения изобретения.

Как показано на фиг. 1, система 1 контактного уплотнительного кольца содержит вращающееся контактное кольцо 2 и стационарное контактное кольцо 3, которые образуют между собой известным образом уплотнительный зазор 4. Вращающееся контактное кольцо 2 соединено с вращающимся конструктивным элементом (не изображен), таким как, например, вал. Показанная на фиг. 1 система 1 контактного уплотнительного кольца является так называемым газовым уплотнением, которое герметизирует находящийся под давлением газ в зоне 10 давления от зоны 11 атмосферы.

Кроме того, система 1 контактного уплотнительного кольца содержит выполненное в виде единого целого устройство 5 вспомогательного уплотнения с отдельным прижимным кольцом 6. Устройство 5 вспомогательного уплотнения содержит собственно вспомогательное уплотнение 51, а также соединенный неразъемно со вспомогательным уплотнением 51 кольцевой элемент 52. В этом примере выполнения вспомогательное уплотнение 51 и кольцевой элемент 52 выполнены из различных спекаемых материалов, так что между вспомогательным уплотнением 51 и кольцевым элементом 52 образовано соединение 53 спеканием. Это соединение 53 спеканием является неразъемным с целью образования состоящего из одной части устройства вспомогательного уплотнения. При этом, согласно изобретению, под понятием «неразъемное» понимается соединение, которое может быть разделено лишь посредством разрушения. В качестве материалов спекания в этом примере выполнения для вспомогательного уплотнения 51 применяется PTFE и для кольцевого элемента 52 - РЕЕК, или смесь с этими материалами.

Как показано, в частности, на фиг. 2, при этом длина L1 в осевом направлении Х-Х кольцевого элемента 52 примерно в три раза меньше длины L2 вспомогательного уплотнения 51 в осевом направлении. Общая длина L3=L1+L2≤14 мм. Кроме того, радиальная высота Н2 вспомогательного уплотнения 51 по меньшей мере в два раза больше радиальной высоты Н1 кольцевого элемента 52 (см. фиг. 2).

Кроме того, уплотнение 1 контактного кольца содержит натяжное устройство с натяжным элементом 7 в данном примере выполнения пружиной. Натяжной элемент 7 прикладывает силу F предварительного напряжения в осевом направлении к отдельному прижимному кольцу 6, которое передает предварительное напряжение на стационарное контактное кольцо 3. За счет этого при остановке или при пуске машины должно предотвращаться попадание среды через уплотнительный зазор 4 из зоны 10 давления в зону 11 атмосферы, и тем самым стационарное контактное кольцо 3 прижимается в осевом направлении к вращаемому контактному кольцу 2.

При этом выполненное в виде единого целого устройство 5 вспомогательного уплотнения должно во всех рабочих состояниях обеспечивать герметизацию на трубчатом конструктивном элементе 8 корпуса 9. Трубчатый конструктивный элемент 8 имеет боковую уплотнительную поверхность 8а, на которой осуществляется уплотнение с помощью устройства 5 вспомогательного уплотнения. При этом во время работы вспомогательное уплотнение 51 осуществляет герметизацию на боковой уплотнительной поверхности 8а, а кольцевой элемент 52 осуществляет герметизацию в задней зоне 3а стационарного контактного кольца 3.

Таким образом, состоящее из одной части устройство 5 вспомогательного уплотнения обеспечивает возможность изготовления состоящего из одной части конструктивного элемента из двух различных материалов. При этом кольцевой элемент 52 обеспечивает, в частности, уменьшенную радиальную силу трения со стационарным контактным кольцом 3. Поскольку кольцевой элемент 52 соединен по поверхности с помощью соединения 53 спеканием со вспомогательным уплотнением 51, то также, в частности, при остановке, соответственно, при охлаждении машины существует уменьшенная опасность напрессовки выполненного в виде единого целого устройства 5 вспомогательного уплотнения на трубчатый конструктивный элемент. За счет этого, в частности, при остановке, соответственно, пуске или запуске может предотвращаться то, что на основании заклиненного на трубчатом конструктивном элементе 8 устройства 5 вспомогательного уплотнения возникает утечка через уплотнительный зазор 4 между обоими контактными кольцами, поскольку стационарное контактное кольцо 3 не может выполнять осевое движение из-за заклиненного, выполненного в виде единого целого устройства 5 вспомогательного уплотнения. Кроме того, применение кольцевого элемента 52 из материала, отличного от материала вспомогательного уплотнения 51, обеспечивает возможность предотвращения втягивания материала устройства 5 вспомогательного уплотнения в зазор 12 между стационарным контактным кольцом 3 и трубчатым конструктивным элементом 8, что является большой проблемой в уровне техники относительно длительности срока службы вспомогательного уплотнения. При этом длина L1 в осевом направлении по меньшей мере в два-три раза больше осевой длины зазора 12.

Таким образом, данное изобретение имеет по сравнению с известными до настоящего времени решениями из уровня техники, в которых применяется несколько отдельных колец на вспомогательном уплотнении, большие преимущества при пуске, соответственно, запуске, а также при остановке машины. Кроме того, выполненное в виде единого целого устройство 5 вспомогательного уплотнения, согласно изобретению, особенно пригодно для герметизации сред с высокими давлениями и высокими температурами.

На фиг. 3 показана система 1 контактного уплотнительного кольца, согласно второму примеру выполнения, который по существу соответствует первому примеру выполнения. В отличие от первого примера выполнения, система 1 контактного уплотнительного кольца во втором примере выполнения имеет дополнительно подвешенное, выполненное в виде единого целого устройство 5 вспомогательного уплотнения. Для этого вспомогательное уплотнение 51 имеет на своей противоположной стационарному контактному кольцу 3 стороне кольцеобразное углубление 54, в которое выступает осевой выступ 61 прижимного кольца 6. При этом между выступом 61 и вспомогательным уплотнением 51 имеется соединение с геометрическим замыканием, которое содержит выступающую зону 55 на вспомогательном уплотнении и кольцеобразную выемку 60 на выступе 61 (см. фиг. 3). При этом соединение с геометрическим замыканием имеет в разрезе V-образную форму. За счет этого достигается то, что выполненное в виде единого целого устройство 5 вспомогательного уплотнения подвешено на прижимном кольце 6, соответственно, прижимное кольцо 6 охватывает сзади часть устройства 5 вспомогательного уплотнения, так что, в частности, дополнительно уменьшается склонность к напрессовке на трубчатый конструктивный элемент 8 во время остановки машины.

На фиг. 4 показана система 1 контактного уплотнительного кольца, согласно третьему примеру выполнения, который по существу соответствует первому примеру выполнения. В отличие от первого примера выполнения, в третьем примере выполнения выполненное в виде единого целого устройство 5 вспомогательного уплотнения выполнено по-другому. Как показано на фиг. 4, кольцевой элемент 52 в радиальном направлении больше вспомогательного уплотнения 51 и охватывает сверху вспомогательное уплотнение 51 на радиально наружной окружности 51а с помощью охватывающей сверху зоны 52а. За счет этого соединение 53 между вспомогательным уплотнением 51 и кольцевым элементом 52 предусмотрено, в частности, на большей поверхности. Кроме того, охватывающее сверху расположение кольцевого элемента 52 на вспомогательном уплотнении 51 уменьшает возникающую, в частности, при изменениях температуры, склонность вспомогательного уплотнения 51 к опрокидыванию в направлении прижимного кольца 6, за счет чего оказывается отрицательное влияние на уплотнительный зазор 4 между обоими контактными кольцами 2, 3.

На фиг. 5 и 6 показана система 1 контактного уплотнительного кольца, согласно четвертому примеру выполнения. В этом примере выполнения вспомогательное уплотнение 51 имеет выступающий в осевом направлении Х-Х уступ 51b (см. фиг. 6). При этом кольцевой элемент 52 имеет охватывающую сверху уступ 51b зону 52а. Также за счет этого уменьшается нежелательная склонность вспомогательного уплотнения 51 к опрокидыванию. Как показано на фиг. 6, при этом осевая длина L1 кольцевого элемента 52 в зоне трубчатого конструктивного элемента 8 приблизительно одинакова с осевой длиной L4 уступа 51b в осевом направлении Х-Х.

На фиг. 7-10 показаны другие предпочтительные варианты выполнения устройства 5 вспомогательного уплотнения, согласно изобретению.

На фиг. 7 показан один предпочтительный вариант выполнения, в котором кольцевой элемент 52 имеет многослойную конструкцию. В этом примере выполнения кольцевой элемент 52 имеет двухслойную конструкцию с первым слоем 52b и вторым слоем 52с. Однако возможно, что для кольцевого элемента 52 предусмотрено еще больше слоев. Кроме того, вспомогательное уплотнение 51 имеет распорный элемент 13, который расположен в соответственно выполненной выемке во вспомогательном уплотнении 51. Оба показанных на фиг. 7 слоя выполнены из различных материалов, при этом предпочтительно твердость слоев уменьшается в радиальном направлении наружу. То есть первый слой 52b тверже второго слоя 52с. Однако оба слоя 52b и 52с соединены с помощью соединения 53 спеканием со вспомогательным уплотнением 51. Кроме того, еще один распорный элемент 13 расположен на вспомогательном уплотнении 51 с целью достижения надежного прилегания вспомогательного уплотнения 51 к трубчатому конструктивному элементу.

На фиг. 8 показан другой предпочтительный альтернативный вариант выполнения данного изобретения, при этом устройство 5 вспомогательного уплотнения с помощью вспомогательного уплотнения 51 подвешено на прижимном кольце 6. Для этого прижимное кольцо 6 имеет осевой выступ 61, который входит в углубление 54 на вспомогательном уплотнении 51. За счет этого вспомогательное уплотнение подвешено на прижимном кольце 6. Прижимное кольцо 6 содержит дополнительно охватывающую сверху зону 63 и охватывающую сзади зону 64. За счет этого вся направленная в радиальном направлении наружу зона вспомогательного уплотнения 51 перекрыта прижимным кольцом 6 (см. фиг. 8). Поскольку прижимное кольцо 6 является очень жестким, то этот предпочтительный вариант выполнения дополнительно противодействует опрокидыванию вспомогательного уплотнения 51 и предотвращает напрессовку устройства 5 вспомогательного уплотнения под валом или т.п.

На фиг. 9 показан другой предпочтительный пример выполнения изобретения, который по существу аналогичен примеру выполнения на фиг. 8, при этом вместо охватывающей сзади зоны 64 в примере выполнения на фиг. 9 на прижимном кольце 6 расположено предохранительное кольцо 14, которое охватывает сзади вспомогательное уплотнение 51.

Показанный на фиг. 10 другой предпочтительный пример выполнения имеет другое альтернативное выполнение охватывающего сзади прижимного кольца 6, при этом прижимное кольцо 6 на фиг. 10 выполнено из нескольких частей. В этом примере выполнения прижимное кольцо 6 содержит три части 6а, 6b, 6с, которые соединены друг с другом с помощью штифта 15. За счет этого может быть уменьшена, в частности, стоимость изготовления прижимного кольца 6, и вспомогательное уплотнение 51 можно быстро и просто монтировать на прижимном кольце 6. При этом также в показанном на фиг. 10 примере выполнения вспомогательное уплотнение 51 подвешено на осевом выступе 61.

Относительно всех указанных примеров выполнения следует отметить, что, в частности, прижимное кольцо 6 выполнено так, что вспомогательное уплотнение 51 подвешено на прижимном кольце 6. Кроме того, прижимное кольцо 6 во всех указанных примерах выполнения выполнено так, что оно либо охватывает сверху вспомогательное уплотнение 51, либо полностью охватывает сзади вспомогательное уплотнение 51, как показано в примерах выполнения на фиг. 8-10. Кроме того, вместо способа спекания можно применять также любой другой подходящий способ, в частности, литья под давлением, для изготовления состоящего из одной части устройства 5 вспомогательного уплотнения. Также во всех указанных примерах выполнения дополнительно на вспомогательном уплотнении 51 применяются распорные элементы 13 с целью достижения надежной герметизации вспомогательного уплотнения 51 на трубчатом конструктивном элементе 8.

Перечень позиций

1 Система контактного уплотнительного кольца

2 Вращаемое контактное кольцо

3 Стационарное контактное кольцо

3а Задняя зона

4 Уплотнительный зазор

5 Устройство вспомогательного уплотнения

6 Прижимное кольцо

6а,b,c Часть прижимного кольца

7 Натяжной элемент

8 Трубчатый конструктивный элемент

8а Боковая уплотнительная поверхность

9 Корпус

10 Зона давления

11 Зона атмосферы

12 Зазор

13 Распорный элемент

14 Предохранительное кольцо

15 Штифт

51 Вспомогательное уплотнение

51а Радиально наружная окружность

51b Уступ

52 Кольцевой элемент

52а Охватывающая сверху зона

52b Первый материал

52с Второй материал

53 Соединение спеканием

54 Углубление

55 Выступающая зона

60 Кольцеобразная выемка

61 Осевой выступ

62 Уступ

63 Охватывающая сверху зона

64 Охватывающая сзади зона

Х-Х Осевое направление

F Сила предварительного напряжения.

Изобретение относится к системе контактного уплотнительного кольца. Торцовое уплотнение содержит вращаемое контактное кольцо (2), стационарное контактное кольцо (3) и устройство (5) вспомогательного уплотнения. Устройство (5) вспомогательного уплотнения выполнено в виде единого целого и содержит вспомогательное уплотнение (51) и кольцевой элемент (52) из различных материалов, и при этом кольцевой элемент (52) расположен на вспомогательном уплотнении (51) на обращенной к стационарному контактному кольцу (3) стороне. Изобретение повышает надежность уплотнения. 12 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Система контактного уплотнительного кольца, содержащая
вращаемое контактное кольцо (2),
стационарное контактное кольцо (3) и
устройство (5) вспомогательного уплотнения,
при этом устройство (5) вспомогательного уплотнения выполнено в виде единого целого и содержит вспомогательное уплотнение (51) и кольцевой элемент (52) из различных материалов, и
при этом кольцевой элемент (52) расположен на вспомогательном уплотнении (51) на обращенной к стационарному контактному кольцу (3) стороне.

2. Система контактного уплотнительного кольца по п. 1, отличающаяся тем, что соединение (53) между вспомогательным уплотнением (51) и кольцевым элементом (52), состоящего из одной части устройства (5) вспомогательного уплотнения, выполнено с помощью термических способов, в частности, является соединением спеканием и/или клеевым соединением.

3. Система контактного уплотнительного кольца по п. 1, отличающаяся тем, что предусмотрено натяжное приспособление для предварительного напряжения, состоящего из одной части устройства (5) вспомогательного уплотнения, содержащее в осевом направлении (Х-Х) прижимное кольцо (6) и натяжной элемент (7), при этом прижимное кольцо (6) прилегает к вспомогательному уплотнению (51) устройства (5) вспомогательного уплотнения.

4. Система контактного уплотнительного кольца по п. 3, отличающаяся тем, что прижимное кольцо (6) частично охватывает сверху состоящее из одной части устройство (5) вспомогательного уплотнения в осевом направлении (Х-Х) с помощью охватывающей сверху зоны (63), и/или охватывает частично снизу с помощью осевого выступа (61), и/или охватывает сзади с помощью охватывающей сзади зоны (64) или предохранительного кольца (14).

5. Система контактного уплотнительного кольца по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что кольцевой элемент (52) имеет проходящее в осевом направлении (Х-Х) кольцевое продолжение (52а), которое по меньшей мере частично охватывает сверху вспомогательное уплотнение (51) в осевом направлении (Х-Х).

6. Система контактного уплотнительного кольца по п. 5, отличающаяся тем, что кольцевой элемент (52) охватывает сверху вспомогательное уплотнение (51) в радиально самой наружной зоне, или что кольцевой элемент (52) охватывает сверху вспомогательное уплотнение (51) на образованном на вспомогательном уплотнении (51) уступе (51b).

7. Система контактного уплотнительного кольца по любому из пп. 1-4 или 6, отличающаяся тем, что соединение (53) предусмотрено во всей контактной зоне между вспомогательным уплотнением (51) и кольцевым элементом (52).

8. Система контактного уплотнительного кольца по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что вспомогательное уплотнение (51) содержит PTFE, и/или кольцевой элемент (52) содержит полиэфиркетоны, в частности РЕЕК.

9. Система контактного уплотнительного кольца по п. 1, дополнительно содержащая трубчатый конструктивный элемент (8), на котором выполняет герметизацию состоящее из одной части устройство (5) вспомогательного уплотнения.

10. Система контактного уплотнительного кольца по п. 9, отличающаяся тем, что кольцевой элемент (52) в осевом направлении (Х-Х) имеет на обращенной к трубчатому конструктивному элементу (8) стороне длину (L1), и вспомогательное уплотнение (51) имеет в осевом направлении на обращенной к трубчатому конструктивному элементу (8) стороне длину (L2), и длина (L2) по меньшей мере в два раза больше длины (L1).

11. Система контактного уплотнительного кольца по п. 3, отличающаяся тем, что предусмотрено соединение с геометрическим замыканием между вспомогательным уплотнением (51) и прижимным кольцом (6).

12. Система контактного уплотнительного кольца по п. 11, отличающаяся тем, что вспомогательное уплотнение (51) имеет углубление (54) и выступающую в углубление зону (55), и прижимное кольцо (6) имеет образованную в соответствии с формой
выступающей зоны (55) кольцеобразную выемку (60) для соединения с геометрическим замыканием.

13. Система контактного уплотнительного кольца по п. 1, отличающаяся тем, что система контактного уплотнительного кольца является газовым уплотнением для герметизации газообразной среды, или что система контактного уплотнительного кольца является жидкостным уплотнением для герметизации жидкой среды.