Торцовое уплотнение для гидроабразивных и полимеризующихся сред Советский патент 1984 года по МПК F16J15/34 

СП

ю

С5:) Изобретение относится к уплотнениям вращающихся валов насосов, машин и аппаратов химической и других отраслей (Шленности, преимущественно для гидроабразивных и полимериэующихся сред, Известно торцевое уплотнение для гидроабразивных сред, включающее установленное на валу вращающееся кольцо трения с нагнетателем,невра.щающееся кольцо трения, установленно через вторичное уплотнение в корпус В этом уплотнении на невращающемся кольце установлено фильтрующее кольцо, прикрывающее своей внутренней поверхностью выходы каналов, связан ных с торцевой поверхностью и вторичным уплотнением, а наружной и тор цевой стороной упирающееся в корпус Недостатком известной конструкции является то, что невращающееся кольцо является аксимально-подвижным и фильтрующееся кольцо должно быть установлено с зазором относительно невращающегося кольца трения. Поэтом по зазору к вторичному уплотнению и торцевой поверхности колец трения попадают абрс1зивные частицы, что уменьшает надежность работы торцовог уплотнения. Нагнетатель увеличивает скорость забивания каналов и зазоров абразивом. Недостатком является и то, что да же при идеальной установке невращающегося кольца трения относительно фильтрующего кольца фильтрующее коль Цо через опрбделенный промежуток вре мени забивается абразивом. И в одном и в другом случае невращающееся коль ЦО теряет аксиальную подвижность, чт приводит к разгерметизации уплотнения. Изменяется также коэффициент разгрузки пары трения, а следователь но, удельное давление в паре, и, как следствие;, происходит разгерметизация уплотнения. Наиболее близким к изобретению является торцовое уплотнение, включающее вращающееся и невращающееся кольца трения, установленные через вторичные уплотнения в корпусе и обойме, средство для защиты от абразивных частиц. Средство для защиты от абразивных частиц выполнено в виде кольцевой эластичной манжеты S-образного профиля, один конец которой закреплен с помощью браслетной пружины по наружной поверхности манжеты на корпусе уплотнения, а другой - по внутренней поверхности манжеты на кольце трения. Это средство увеличивает ресурс и надежность работы уплотнения в гидроабразивных и полимеризующихся средах, так как фильтр, образованный на одной из кромок манжеты, не контактирует с абразивной средой постоянно. Время его- работы увеличивается по сравнени с фильтрами прямого, действия открытого типа С2J. Недостатки данной конструкции заключаются в том, что с течением времени этот фильтр забивается. Время работы данного фильтра ограничивает также его малая рабочая поверхность . После забивания фильтра абразивной и полимеризующейся средой коэффициент разгрузки(т.е. удельная нагрузка на поверхность трения) изменяется. Радиальная и аксиальная подвижности колец трения уменьшаются. Это приводит к разгерметизации уплотнения. Цель изобретения - повышение надежности и ресурса работы уплотнения. Поставленная цель достигается тем, что в торцовом уплотнении для гидроабразивных и полимеризующихся сред, включающем контактирующие друг с другом аксиально-подвижное невращающееся кольцо трения, установленное через вторичное уплотнение в корпусе, и вращакнцееся кольцо трения, герметично укрепленное на валу, средство для защиты вторичного уплотнения, установленное между корпусом и наружным диаметром невращающегося кольца трения, образующие со стороны вторичного уплотнения полость, в корпусе выполнена ступенчатая расточка, в которой установлен поршень со штоком со сквозным каналом, причем поршень расположен герметично в расточке большего диаметра, а шток выполнен в виде фильтра и расположен герметично в расточке меньшего диаметра, при этом поршневая полость сообщена с полостью со стороны вторичногр уплотнения, а полость между торцовыми поверхностями поршня, обращенными в сторону меньшего диаметра расточки, и расточки сообщена с уплотняемой средой. На фиг,1 изображено предлагаемое уплотнение, когда фильтр находится в рабочем состоянии, разрез; на фиг.2 - то же, когда поршень с фильтром занял новое положение в результате забивания части фильтра. Уплотнение состоит из корпуса 1, на котором установлена крышка 2. Невращающееся аксиально-подвижное кольцо трения 3 через вторичное уплотнение 4 установлено в крышке корпуса. На валу 5 герметично закреплено вращающееся кольцо трения 6. Кольцо трения ,3 прижимается к кольцу трения б пружинами 7. Между крышкой 2 и кольцом трения 3 установлено средство для защиты вторичного уплотнения в виде мембраны 8. Мембрана 8 установлена через прокладки 9 и 10 и прижимается шайбами 11 и 12 к крышке 2 и кольцу трения 3. Мембрана 8 через шайбы 11 и 12 прижимается к крышке 2 и кольцутрения 3 винтами 13.На мембране 8 выполнены гофры 14.Образованная мембраной 8 полост 15 со стороны вторичного уплотнения сообщена с отверстием 16 с полостью 17. В полости 17 через вторичное уплотнение 18 установлен поршень 19 со сквозным каналом. В поршень 19 вмонтирован полый фильтр 20 диаметром , меньшим, чем диаметр поршня 19. Полый фильтр 20 через вторичное уплотнение 21 установлен в полости 22. Полость 17 закрыта крышкой 23. 1 - зона первоначального контакта фильтра с уплотняемой средой.II.и.III - зоны последующих контактов фильтра с уплотняемой сре дой . Уплотнения работа заключается в следующем. Полость насоса, аппарата и т.д. заполняется гидроабразивной или полимеризующейся средой. Проход через полый фильтр 20 чистая жидкость, отделенная от твердых частиц абразива или полимеризующихся частиц заполняет полости 22, 17 и 15. Давление уплотняемой среды и очищенной жидкости в полостях 22, 17 и 15 становится равным. Заполнение полостей 22, 17 и 15 можно осуществить через полость 17, вывернув крышку 23 или через проделанное в ней отверстие. Пружины 7 и давление уплотняемой среды, равное давлению в полости 15 прижимают аксиально-подвижное невращающееся кольцо трения 3 к герметично укрепленному по валу 5 вращающемуся кольцу трения 6. Герметизаци вращакяцегося вала 5 осуществляется п торцовым поверхностям колец трения 3 и б. Абразив и полимер среды не влияют на работу вторичного уплотнения 4. Зазоры сопряжения невращающегося кольца трения 3 и крышки 2 не забива ются. Гофрированная мембрана 8 Дает возможность кольцу трения 3 совершать аксиальные и радиальные перемещения, сохраняя плоскопараллель ность трущихся поверхностей колец 3 и 6. При заб11вании первоначальной зоны -1 полого фильтра 20 при контакте с уплотняемой средой и уменышении давления в полости 15 и полостях 17 и 22 за счет разности диаметров поршня 19 и полого фильтра 20, а также за счет разности.давления между уплотняемой средой и давлением очищенной жидкости в полостях П,22 и 15, происходит перемещение поршня 19 внутрь полости 17. Вместе с поршнем 19 происходит перемещение полого фильтра 20 из полости 22. В контакт вступает зона II фильтра 20, затем зона .III и так далее. Одновременно уменьшается общий объем полости 15 и полостей 17 и 22. Давления в полости 15 и уплотняемой среды сравниваются. Уплотнение работает с постоянной нагрузкой на поверхности трения. При уменьшении давления уплотняемой .среды по отношению к давлению в полости 15 через полый фильтр 20 происходит утечка очищенной жидкости из полости 15 и полостей 17 и 22 в уплотянемую среду с частичной промывкой полого фильтра 20. Давление в разделенных фильтром 20 полостях сравнивается. Уплотнение работает в расчетном режиме. В поршне 19 предусмотрена внутренняя резьба для монтажа и замены поршня 19 с вмонтированным в нем полым фильтром 20. Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает надежную работу торцового уплотнения в гидроабразивной и полимеризующейся средах. Твердые частицы абразива и полимера не влияют на работу вторичного уплотне 1ия, обеспечивая аксиальное и радиальное перемещение кольца трения. Поршень с вмонтированным в- чем полым фильтром меньшего диаметра обеспечивает включение новых зон фильтра при засорении старых и уменьшение объема полости перед вторичным уплотнением, что обеспечивает постоянную расчетную нагрузку на поверхность трения колец. Все это обеспечивает увели- . чение надежности ресурса работы предлагаемого уплотнения в гидроабразивной и полимеризующейся среде.

1 22 to 21/9

б гг fO 3 rS 3 i

ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ДЛЯ ГИДРОАБРАЗИВНЫХ И ПОЛИМЕРИЗУЮЩИХСЯ СРЕД, включающее контактирующие-друг с другом аксиально-подвижное невращаюшееся кольцо трения, установленное через вторичное уплотнение в корпусе, и вращающееся кольцо трения, герметично укрепленное на валу, средство для защиты вторичного уплотне ния, установленное между корпусом и наружным диаметром невращающегося кольца трения, образующее со стороны вторичного уплотнения полость, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и ресурса работы уплотнения, в корпусе выполнена ступенчатая расточка, в которой установлен поршень со штоком со сквозным каналом, причем -поршень расположен герметично в расточке большего диаметра, а -.шток выполнен в виде фильтра и расположен герметично в расточке меньшего диаметра, при этом поршневая полость сообщена с полостью со стороны вторичного уп(Л лотнения, а. полость между торцовыми поверхностями поршня, обращенными в сторону меньшего диаметра расточки, и расточки сообщена с уплотняемой . средой.

Фив.1