Торцовое уплотнение Советский патент 1985 года по МПК F16J15/34 

si

ф

00 Изобретение относится к торцовым уплотнениям вращающихся валов химических аппаратов и может быть испол зовано для уплотнения валов реакторов, мельниц и т.п. Цель изобретения - повышение надежности уплотнения за счет компенсации тепловой деф1Ш мации. .фиг. I иаображено уплотнение, обЬий ви# в -зрезе; на фиг,2 п кол цо|трения ( , дорн1га|: ная поверхнос В -j| npeceoB04Haj3 4(, С - проточ D-J. Й льцевая камера, .К- середина зап15ессовдЛР| 9-4811 Ы, R - результир юа1ая сил а,, от- контактного давления, приложенная в центре контактной поверхности) ; на фиг.З - кольцо трени в состоянии деформации от запрессов (Е - захштифованная трущаяся поверх ность). Торцовое, уплотнение содержит кор пус I, опорный фланец 2, неподвижно кольцо 3 Дрения, установленное во фпанце 2, вращающее кольцо 4 трения, установленное во втулке 5, жестко закрепленной на валу привода Кольца трения установлены на резиновых кольцах 6 и поджимаются один к другому пружинами 7. Кольца трения состоят из металлической обоймы 8 и трущейся вставки в виде антифри кционного кольца 9., Конструкция работает следующим образом. При запрессовке трущейся вставки в обойму всегда происходит деформация всего кольца трения и разворот его сечения относительно главной оси сечения обоймы наружу (фиг.З) на некоторый угол. Трущаяся поверхность также разворачивается на такой же угол. ПОЭТОМУ для сохранения плоскостности в трущемся стыке рабочая торцовая поверхность кольца трения штифуется в собранном запрес сованном состоянии, что позволяет восстановить плоскостность ее поверхности Е. При этом в контакте запрессовочной зоны Б за счет упругих свойств материалов происходит выравнивание диаметров. По ширине запрессовочной зоны участок поверхности напряжен, а вдоль участка проточки С практически нулевой контакт без напряжений. Далее при работе аппарата кольца трения торцового уплотнения нагреваются. Истинная температура в контакте колец трения, а следовательно, и их нагрев, величина непостоянная и зависит, от многих факторов: рабочей среды, ее температуры, интенсивности охлаждения, давления, материального исполнения трущихся вставок (коэффициент трения), режима работы, геометрии колец, типа их установки и других, причем ряд из них также имеют некоторую нестабильность в процессе работы. Поэтому при нагрузке колец трения при определенных сочетаниях вставки и обоймы возможно и уменьшение натяга и его увеличение. При уменьшении натяга кольцо 9, уже имеющее первоначальную деформацию (фиг.З) от запрессовки, получив некоторую свободу, пытается за счет упругих свойств восстановить свою исходную форму и поворачивается навстречу тепловой деформации, ком- .пенсируя ее. Увеличение натяга происходит при невысоких параметрах работы и хорощем охлаждении уплотнения, что часто имеет место в практике. При увеличении натяга в работу вступает вся контактная поверхность Д (фиг.2). Результирующая сила R от контактного давления, приложенная в центре контактной поверхности, создает момент, который относительно главной оси сечения вставки поворачивает вставку навстречу тепловой деформации и компенсирует ее, сохраняя плоско-параллельный контакт трущейся поверхности. При этом верхняя кромка обоймы становится опорой при повороте сечения, оказывающей дополнительное сопротивление тепловой деформации. Величина контактной поверхности, натяги, углы поворота сечения вполне поддаются расчету и без применения ЭВМ. Форма кольца неограничена, существенно расположение запресовочной части и проточки так, что середина всей контактной поверхности вьше главной оси сечения кольца трения.. Участок камеры D может быть пустотелым, т.е. проточкой в обойме или вставке, или из технологических соображений заполнен материалом с низким модулем упругости, чтобы при продавливании вдоль поверхности С твердеющего состава ниже ее не

создавалось твердой контактной поверхности. Тогда при повороте сечения вставки кромка его нерабочей торцовой поверхности не имеет опоры.

так как пленка из твердеющего состава и материал с низким модулем упругости не оказывают вставке сопротивления.

1. ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ, имеющее подвижное и неподвижное кольца трения, состоящие из металлической обоймы с запрессованным в нее антифрикционным кольцом, и поджимаемые один к другому упругими элементами, при этом на поверхности металлической обоймы, обращенной к антифрикционному кольцу, выполнена проточка, заполненная твердеющим составом, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности уплотнения, проточка расположена на цилиндрической поверхности металлической обоймы и начинается от торца кольца трения, обращенного к рабочейзоне контакта, при этом середина участка запрессовочной поверхности антифрикционного кольца расположена за главной осью сечения антифрикци§ онного кольца по отношению к рабочей (Л зоне контакта, а середина всей контактной поверхности - перед главной осью сечения кольца трения по отношению к рабочей зоне контакта.

Фиг.1

В