Торцовое уплотнение Советский патент 1983 года по МПК F16J15/34 

Изобретение относится к торцовым уплотнениям валов машин и аппаратов химической и других отраслей промышленности. Известно торцовое уплотнение, включающее вращаюш,иеся и неподвижные кольца трения, снабженные регулируемым пружинным устройством, обеспечиваюш,им поджатие подвижного в осевом направлении невращающегося кольца трения к вращающемуся 1. Недостатком данного уплотнения является то, что регулировка удельного давления в паре трения в процессе эксплуатации осуществляется вручную путем периодического поджима пружин. Однако постепенно снижающееся усилие от пружин, происходящее за счет увеличения их рабочей высоты при износе уплотнительных колец трения, а также снижение упругих характеристик пружин под воздействием различных факторов (старения, коррозии и т. д.) ведет к постоянному снижению удельного давления и может произойти разгерметизация уплотнения. С другой стороны, заведомо завыщенное поджатие при регулировке ведет к увеличению удельного давления против оптимального, в результате чего повышаются тепловыделения в уплотнении и увеличивается износ колец трения. Это снижает надежность и долговечность уплотнения и требует постоянного контроля, что ведет к увеличению эксплуатационных расходов. Известно также торцовое уплотнение, включающее -неподвижное установленное в корпусе кольцо трения и вращающееся кольцо трения, установленное на втулке вала, обойму с установленными в ней пружинами и поджимное устройство для регулирования удельного давления от пружины в парах трения. Поджимное устройство состоит из герметизированного в крыщке толкателя, связанного через рычаг с подпружиненным кольцом 2. Все недостатки, отмеченные выше, характерны и для указанного уплотнения. Кроме того, силы трения покоя, возникающие во вторичных уплотнениях, герметизирующих толкатели, существенно снижают точность регулирования удельного давления, а следовательно, надежность и герметичность торцового уплотнения. Цель изобретения - повыщение надежности и герметичности уплотнения. Указанная цель достигается тем, что в торцовом уплотнении, включающем неподвижное кольцо трения, установленное в корпусе, и вращающееся кольцо трения, установленное на втулке вала, обойму с установленными в ней пружинами и поджимное устройство, последнее выполнено в виде ступицы, навернутой на втулку вала, контактирующей с тыльной поверхностью обоймы и снабженной лопастями, образующими рабочее колесо с возможностью регулирования его наружного диаметра путем ввинчивания или вывинчивания лопастей, причем на внутренней поверхности корпуса установлены отбойники, а на втулке вала установлен ограничитель перемещения рабочего колеса. Кроме того, лопасти рабочего колеса выполнены с возможностью регулирования их угла наклона. Выполнение поджимного устройства в виде навернутой на втулку вала ступицы с лопастями, образующими рабочее колесо, диаметр которого и наклон лопастей регулируются путем ввинчивания-вывинчивания лопастей, позволяет отрегулировать диаметр и угол наклона таким образом, чтобы осевое усилие, создаваемое рабочим колесом (с учетом потерь на трение в резьбовом соединении), равнялось усилию пружин, обеспечивающему оптимальный режим трения в торцовом уплотнении. Уплотнение компенсирует снижение усилия пружин вследствие потери ими упругих свойств (ввиду износа колец пар трения, коррозии, старения и т. д.) за счет автоматического поджатия рабочим колесом обоймы с пружинами, поддерживающей удельное давление в паре трения на постоянном оптимальном расчетном уровне, что повышает надежность работы торцового уплотнения и его герметичность. Наличие отбойников на корпусе уплотнения позволяет повысить КПД рабочего колеса. На фиг. 1 показано торцовое уплотнение, общий вид, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2. Уплотнение состоит из корпуса 1, на внутренней поверхности которого установлены отбойники 2. В корпусе 1 на резиновом уплотнительном кольце 3 расположено неподвижное кольцо 4 трений. На втулке 5, надетой на вал 6, установлено вращающееся кольцо 7 трения, уплотненное резиновым кольцом 8. Последнее поджато к неподвижному кольцу 4 трения пружинами 9, установленными в гнездах обоймы 10. На верхнюю часть втулки 5, имеющую резьбу, навернуто рабочее колесо, состоящее из ступицы 11 и лопастей 12, зафиксированных гайками 13, Неподвижное 4 и вращающееся 7 кольца трения, а также обойма 10 зафиксированы от проворота штифтами 14-16. На втулке установлен ограничитель 17 перемещения рабочего колеса. Пространствво внутри корпуса 1. ограниченное неподвижными и вращающимися деталями, заполнено запирающей жидкостью. Уплотнение работает следующим образом. При вращении вала 6 на лопасти 12 рабочего колеса действует набегающий поток запирающей жидкости, создавая при этом момент сопротивления движению жидкости. Этот момент, в свою очередь, заставляет рабочее колесо с лопастями 12 перемещаться по резьбовому соединению в осевом, направлении к обойме 10, обеспечивая поджатие кольца 7 трения к неподвижному кольцу 4 трения. Запирающая жидкость отбрасывается лопастями 12 на внутреннюю поверхность корпуса 1, при этом, ударяясь об отбойник 2, скорость гасится и увеличивается момент сопротивления движению жидкости. Задаваясь расчетным усилием пружин, нетрудно определять параметры рабочего колеса. Последние (диаметр и угол наклона Риг.

Фиг. 3 2 лопастей) в результате регулировки настраиваются таким образом, чтобы осевое усилие создаваемое рабочим колесом (с учетом потерь на трение в резьбовом соединении), равнялось усилию пружин, обеспечивающему оптимальный режим трения в торцовом уплотнении. Технико-экономический эффект изобретения заключается в повыщении герметичности и надежности уплотнения за счет обеспечения оптимального усилия поджатия колец друг к другу с учетом износа колец и потерм упругих свойств пружин в процессе эксплуатации.

1. ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ, включающее неподвижное кольцо трения, установленное в корпусе, и вращающееся кольцо трения, установленное на втулке вала, обойму с установленными в ней пружиналт и поджимное устройство, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и герметичности уплотнения, поджимное устройство выполнено в виде ступицы, навернутой на втулку вала, контактирующей с тыльной поверхностью обоймы и снабженной лопастями, образующими рабочее колесо с возможностью регулирования его наружного диаметра путем ввинчивания или вывинчивания лопастей, причем на внутренней поверхности корпуса установлены отбойники, а на втулке вала установлен ограничитель перемещения рабочего колеса. 2. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что лопасти рабочего колеса выполнены с возможностью регулирования их угла наклона. ///г