Торцовое уплотнение Советский патент 1984 года по МПК F16J15/34 

Изобретение относится к уплотнительной технике.

Известно торцевое уплотнение вращающегося вала, содержащее вращающийся и неподвижный элементы, по меньщей мере один из которых состоит из опорного и антифрикционного колец, причем последнее выполнено контактирующим с опорным по кольцевому уплотнению 1.

Однако это уплотнение характеризуется недостаточной долговечностью вследствие нарущения плоскопараллельности уплотнительного стыка от действия изгибающего момента гидравлических сил.

Цель изобретения - повыщение надежнести.

Указанная цель достигается тем, что в торцовом уплотнении, содержащем вращающийся элемент, установленный па валу, и неподвижный, по меньщей мере один из которых состоит из опорного и антифрикционного колец, причем последнее выполнено контактирующим с опорным через кольцевое уплотнение, при этом опорное кольцо охватывает антифрикционное периферийным осевым выступом, между внутренней поверхностью периферийного осевого выступа опорного кольца и контактирующей с ней наружной поверхностью антифрикционного кольца концентрично кольцевому уплотнению установлено подвижное кольцевое уплотнение, которое вместе с упомянутыми элементами образует камеру, при этом в антифрикционном кольце выполнен канал, соединяющий упомянутую камеру с торцом уплотнения.

На фиг. 1 изображено торцовое уплотнепие, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вариант.

В корпусе 1, содержащем текучую среду под давлением, проходит вал 2, на котором закреплено основание 3. Между основанием 3 и корпусом 1 расположепы вращающийся 4 и неподвижный 5 элементы торцового уплотнения. Вращающийся элемент 4 уплотнения состоит из опорного 6 и антифрикционного 7 колец, причем осевой контакт между ними осуществляется по кольцевому уплотнению 8. Между внутренней поверхностью осевого выступа 9 опорного кольца 6 и контактирующей с ней наружной поверхностью антифрикционного кольца 7 в диаметральных пределах вход ной кромки 10 уплотнительного стыка 11 установлено подвижное кольцевое уплотнение 12. Таким образом, между уплотнениями 12 и 8 образуется ге метичная камера 13, которая каналом 14, выполненным в антифрикционном кольце 7, соединена с уплотнительным стыком 11. Вращающийся элемент 4 уплотнения поджат к неподвижному элементу 5 пружиной 15.

Для предотвращения утечек среды между неподвижными относительно друг друга элементами установлены уплотнения 16 и 17.

Представленный на фиг. 2 вариант выполнения изобретения отличается от первого тем, что оба элемента торцового уплотнения (и подвижный и неподвижный) выполнены полностью разгруженными от воздействия на них деформирующихся опорных деталей.

Уплотнение работает следующим образом.

При вращении вала 2 между вращающимся 4 и неподвижным 5 элементами торцового уплотнения по уплотнительному стыку 11 образуется подвижный уплотнительный контакт, ограничивающий выход текучей среды, находящейся под давлением (-ISO ати), из корпуса 1. Гидростатические силы, действующие на кольцо б, деформируют его. Кроме того, деформация .может происходить под действием теплового расщирения.

Однако благодаря тому, что антифрикционное кольцо 7 может свободно поворачиваться вокруг уплотнений 8 и 12, оно разгружено от воздействия на него деформацией опорного кольца 6.

В уплотнительном стыке И устанавливается треугольная эпюра изменения давления от максимального на входной кромке 10 до давления окружающей среды на мини.мальном радиусе стыка 11. Таким образом, на антифрикционное кольцо 7 действуют силы, прижи- ающие его к опорному кольцу 6, при этом равнодействующая эпюры этих сил находится на расстоянии, равчой одной трети длины уплотнительного стыка 11 от входной кромки 10.

Антифрикционное кольцо 7 разгружается следующим образом.

В герметичную камеру 13 через каналы 14 проникает среда под давлением, которое зависит от диаметра расположения каналов 14. Равнодействующая этих сил находится между диаметра.ми расположения уплотнений 8 и 12.

Таким образом, диаметр расположения каналов 14, а также диаметры расположения уплотнений 8 и 12 выбираются таким образом, чтобы величины и направления равнодействующих полностью совпадали.

Таким образом, антифрикционное ко.льцо 7 становится полностью разгруженным от изгибающих моментов, действуюп|их на него.

Кроме того, при отклонении кольца 7 от первоначального состояния возникает пара сил, возвращающих его в исходное положение.

Применение изобретения позволяет повысить надежность и долговечность работы уплотнения в условиях высокого и переменного давления уплотняемой среды.

ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержаш,ее враш,аюш.ийся элемент, установленный на валу, и неподвижный, по меньшей мере один из которых состоит из опорного и антифрикционного колец, причем по17. следнее выполнено контактирующим с опорным через кольцевое уплотнение, при этом опорное кольцо охватывает антифрикционное периферийным осевым выступом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, между внутренней поверхностью периферийного осевого выступа опорного кольца и контактируюшей с ней наружной поверхностью антифрикционного кольца концентрично кольцевому уплотнению установлено подвижное кольцевое уплотнение, которое вместе с упомянутыми элементами образует камеру, при этом в антифрикционном кольце выполнен канал, соединяющий упомянутую камеру с торцом уплотнения. (Л 00 О5 ьо ot оо