Торцовое уплотнение Советский патент 1984 года по МПК F16J15/34 

11 Изобретение относится к области уплотнения вращающихся валов, преимущественно к торцовым уплотне-ниям центробежных компрессоров, работающи при высокой окружной скорости скольжения (до 100 м/с) и малой удельной нагрузке в зоне контакта (2-3 кгс/см Известны торцовые уплотнения, в которых вращающийся уплотнительный диск насажен на вал и прижат к торцовому уступу вала специалы ой гайкой 1 J. Недостаток таких уплотнений заключается в том, что от гайки к диску при сборке уплотнения прикладываются неконтролируемые осевые усилия, создающие в теле диска сжимающие несимметричные напряжения, вызываю1Щё деформацию диска. Это создает условия для нарушения перпендккулярности трущейся поверхности уппотнительного элемента диска -к оси вращения. Кроме того, в такой конструкции возникают дополнитель-. ные сжимающие .осевые усилия на диск от нескомпенсированных тепловых расширений диска вдоль оси. Суммарное воздействие отмеченных отрицательных факторов приводит к нарушению равномерности распределения температуры в окружном направлении трущейся поверхности, к потере плоскостной поверхности трения, к значительному увеличению протечек Уплотняющей жидкости в сторону проточной части компрессора, к уменьшению ресурса работы уплотнения, вследстви усиления факторов износа как из-за неравномерного распределения усилий в зоне контакта, так непреду смотренных тепловых напряжений в уплотнительном элементе диска, вызванньк тепловыми деформаизиями.диска Целью изобретения является повышение надежности уплотнения. Поставленная цель достигается тем что в торцовом уплотнении, содержащ вращающийся диск, закреплённый на ва лу гайкой, и подпружиненную втулку, сопрягающуюся с диском по трущейся поверхности, участок вала, сопрягающийся .с диском, выполнен ступенчатым, а уплотнение сцабжено кольцом, размещенным между диском и гайкой и выполненным с двумя концентрично р.ас положенными поясками обращенными в сторону диска, причем внутренний поясок контактирует с торцом выступа вала, а наружный - образует с диском наперед заданный зазор, величина которого пропорциональна тепловому расширению диска. На фиг 1 показано предлагаемое торцовое уплотнение в рабочем положении продольный разрез, на фиг. 2 положение дополнительного кольца между диском и гайкой, когда длина посадочного участка вала меньше осевой длины диска на фиг. 3 -, положение дополнительного кольца между диском и гайкой, когда длина посадочного участка вала больше осевой длины диска. , Торцовое уплотнение имеет корпус 1, в котором размещена неподвижная втулка2 с пружинами 3. Контактная поверхность 4 уплотнительного элемента 5 втулки 2 сопрягается с контактной поверхностью 6 уплонительного элемента 7 диска 8, насаженного на вал 9 и уплотненного резиновым кольцом 10. Между уплотнительным диском 8 и гайкой 11 дополнительно установfieno кольцо 12. Кольцо 12 имеет внутренний поясок 13 (фиг. 2 и 3) и наружный поясок 14, расположенные в радиальной плоскости. Внутренний поясок 13кольца прижат гайкой 11 к торцоному уступу 15 вала 9. Наружный поясок 14кольца 12 образует осевой зазор S с диском 8. Величина зазора S пропорциональна тепловому расширению диска 8 вдоль оси. Наличие двух поясков 13 и 14 на кольце 12 позволяет при сборке уплотнения легко обеспечить заданную величину осевого зазора S между диском 8 и кольцом 12. Это также облегчает ремонтные работы с использованием запасных частей. Так, при фактическом зазоре S больше заданного подрезается внутренний поясок 13 кольца 8, сопрягающийся с торцовым уступом 15 вала 9, и кольцо 12 смещают вдоль оси в сторону диска 8. При фактическом зазоре меньше заданного подрезается наружный поясок 14 кольца 12 и зазорS увеличивается на заданную величину. После сборки уплотнения неподвижная втулка 2 под действием пружин 3 смещает диск 8 вдоль оси на величину осевого зазора S и прижимает его к внешнему пояску 14 кольца 12. При этом осевое усилие со стороны гайки 11, прижимающей кольцо 12 к торцовому уступу 15 вала 9 на диск 8 не передается и сохраняется возможность свободного теплового расширения диска 8 в сторону осевого зазора 5 . Это обеспечивает сохранение первоначальной плоскости поверх ностей 4 и 6 уплотнительнь1х элементов 5 и 7 и их перпендикулярности к оси вращения вала 9. При этом исключается появление дополнительных усилий в зоне контакта вследствие потери плоскостности, обеспечивается равномерность распределения температур и давлений в окружном направл,енк 384 контактной пары, уменьшаются протечки уплотняющей жидкости из полости /I в газовую полость Б, что повышает надежность работы уплотнения, увеличивает срок его службы. Таким образом, использование предлагаемого технического решения позволяет уменьшить безвозвратные потеРИ уплотняющей жидкости в технологических линиях повысить сортность тродукции, увеличить срок службы уплотнения, повысить надежность его работы.

ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее вра цающийся диск, закрепленный на валу гайкой, и подпружиненную втулку, сопрягающуюся с диском по трущейся поверхйости, отличающ е ес я тем, что, с целью повышения надежности уплотнения, участок вала, сопрягакяцийся с диском, выполнен ступенчатым, а уплотнение , снабжено кольцом, размещенным между диском и гайкой и выполненным с двумя концентрично расположенными поясками, обращенными) в сторону диска,причем внутренний поясок контактирует с торцом уступа вала.а наружный - образует с диском наперед заданный зазор, величина которого пропорциональна тепловому расширению диска.