Торцовое уплотнение Советский патент 1983 года по МПК F16J15/34 

Изобретение относится к уплотнениям вращающихся валов машин, аппаратов и насосов химической и других отраслей промыщленности.

Одной из задач нормальной работы торцовых уплотнений является сохранение плоскопараллельного зазора колец трения при измерении величины уплотняемого перепада давления. Изменение формы уплотнительного зазора зависит от коэффициента нагрузки, величинь давления уплотняемой среды и тепловой деформации колец.

Известно торцовое уплотнение, в котором одно из колец трения выполнено в виде закладываемого в корпусе комплекта,- образованного из П-образного вкладыща и двух втулок, соединенных одним концом с корпусом, а другим - с вкладышем, причем втулки и вкладыщ выполнены из материалов с различными коэффициентами теплового расширения. Конструкция позволяет исключить влияние тепловой деформации колец трения 1.

Недостатком данного уплотнения является сложность в подборе материалов для конструкции и,при ее изготовлении. Кроме того, при работе уплотнения поверхность кольца трения теряет свою плоскостность, появляются повыщенные утечки, уменьшается ресурс и надежность уплотнения.

Известно также уплотнение торцового типа, включающее установленные в корпусе и на втулке вала подпружиненные кольца пары трения, состоящие из трущихся вставок, укрепленных в обоймах.

Кольцо трения выполнено в виде подпружиненного эластичного стакана, внещняя донная поверхность которого взаимодействует с торцом вала, при этом на донной поверхности выполнена цилиндрическая выточка под антифрикционное цолько, высота которого меньше высоты выточки. Конструкция позволяет обеспечить после начальной приработки достаточную герметичность и надежность работы уплотнения за счет работы в паре трения двух поверхностей трения, которые поочередно работают при небольшом и повышенном давлении 2.

Недостатком данного уплотнения является необходимость первоначальной приработки и повышенного износа эластичной поверхности трения. Кроме того, работа уплотнения не обеспечивает достаточной герметичности из-за невысокой чистоты и плоскостности поверхностей трения, конструктивно недостижимых в данной конструкции. Уплотнение не обеспечивает герметичности после его работы без давления, так как после износа выступа эластичного стакана уплотнение осуществляется только кромкой антифрикционного кольца.

Так как эластичный материал не применим в качестве конструкционного и материала колец трения при высоком давлении.

уплотнение работоспособно только при низком давлении. Прочность антифрикционного кольца, установленного без металлической обоймы, при подаче давления с его внутреннего диаметра также не обеспечивает работу уплотнения при высоком давлении.

Цель изобретения - повышение надежности работы уплотнения при герметизации среды высокого давления.

Указанная цель достигается тем, что

в торцовом уплотнении, включающем установленные в корпусе и на втулке вала подпружиненные кольца пары трения, состоящие из трущихся кольцевых вставок, укрепленных в обоймах, трущиеся вставки выполнены в виде концентрично расположенных в металлических обоймах кольцевых элементов, поверхность трения,одной из пар которых выполнена плоскопараллельной, а поверхности трения других пар выполнены с уменьшающимся к плоскопараллельной поверхности углом при вершине конуса.

Конструкция предлагаемого уплотнения обеспечивает последовательную в случае изменения уплотняемого перепада давления от высокого до нулевого работу концентричных колец с сохранением плоскопараллельной, формр) уплотнительного зазора без их приработки. Это позволяет повысить ресурс и надежность работы уплотнения и уменьшить утечки при переходных режимах работы от нулевого перепада давления до высокого и наоборот.

На фиг. 1 изображено торцовое уплотнение, общий вид, разрез; на фиг. 2 и 3 - положения трущихся вставок при изменении уплотняемого перепада давления.

Уплотнение состоит из корпуса 1, в котором установлено неподвижное уплотнительное кольцо 2, и втулки 3 с вращающимся уплотнительным кольцом 4. Поджатие вращающегося уплотнительного кольца 4 к неподвижному 2 осуществляется пружинами 5 и давлением уплотняемой среды. Уплотнительные кольца 2 и 4 состоят из концентрично расположенных кольцевых элементов 6, 7 и 8, установленных в металлические обоймы 9 и 10. Одна из пар кольцевых элементов, например 7, выполнена с плоскими поверхностями трения. Поверхности трения других пар выполнены с уменьшающимся к плоскопараллельной поверхности углом при вершине конуса.

Уплотнение работает следующим образом. Втулка 3, установленная на вращающемся валу, передает вращение уплотнительному кольцу. При начальном значении уплотняемого перепада давления герметизация осуществляется на торцовых поверхностях кольцевых элементов 7. При повыщении уплотняемого перепада давления уплотнительные

кольца 2 и 4 деформируются, как показано на фиг. 2 и 3. Кольцевые элементы 6, 7 и 8 также деформируются. Поверхность трения

ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ,включающее установленные в корпусе и на втулке вала подпружиненные кольца пары трения, состоящие из трущихся кольцевых вставок, укрепленных в обоймах, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы уплотнения при герметизации сред высокого давления, трущиеся вставки выполнены в виде концентрично расположенных в обоймах кольцевых элементов, поверхность трения одной из пар которых выполнена плоскопараллельлой, а поверхности трения других пар .выполнены с уменьшающимся к плоскопараллельной поверхности углом при верщине конуса. 11/ , У