Уплотнение вала Советский патент 1987 года по МПК F16J15/43 F16J15/34 

Изобретение относится к уплотнитель ной технике и может быть использовано для уплотнения валов машин и аппаратов в химической, нефтехимической, микробиологической и других отраслях народного хозяйства.

Цель изобретения - увеличение ресурса работы уплотнения и удобства его обслуживания за счет исключения разборки при переналадке.

На фиг. 1 изображено уплотнение вала, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Уплотнение вала состоит из немагнит ного корпуса 1, основания 2 и втулки 3, закрепленной на валу 4 винтом 5. В корпусе 1 размещен немагнитный плавающий стакан 6, установленный через центрирующие подшипники 7 и 8 скольжения на втулке 3. В плавающем стакане 6 размещены постоянный кольцевой магнит 9 с полюсными наконечниками 10, которые образуют совместно с втулкой 3 кольцевую полость 11, заполнен ную ферромагнитной жидкостью (ФМЖ) 12.

На радиальных поверхностях полюсных наконечников 10, образующих рабочий уп- лотнительный зазор 13, выполнены кольцевые канавки 14 для создания неоднородного магнитного поля.

Плавающий стакан б образует одной своей торцовой пверхностью аксиально- подвижный герметичный контакт 15 с антифрикционным вкладышем 16 аксиально-подвижного кольца 17. Аксиально-подвижное 17 установлено герметично в кольцевой (эксцентричной относительно оси вала 4) проточке 18, выполненной в основании 2, и поджато пружинами 19 к торцовой поверхности плавающего стакана 6. Между упорным фланцем 20 и обоймой подшипника 8 скольжения установлены упругие элементы 21, в качестве которых используются пружины, имеющие жесткость большую, чем жесткость пружины 19.

Плавающий стакан 6 фиксируется от про- ворота относительно корпуса 1 стопорным винтом 22, входящим в предусмотренные на его наружной поверхности рабочие гнезда 23.

Упорный фланец 20 относительно плавающего стакана 6 и аксиально-подвижное кольцо 17 относительно основания 2 зафиксированы от проБорота соответственно штифтами 24 и 25.

Герметизация подвиж ых и неподвижных соединений осуществляется вторичными уплотнительными элементами 26-29.

Бурт вала 4 образует с упорным фланцем 20 аксиально-подвиж:ный контакт 30.

В корпусе 1 выполнены каналы 31 и 32 соответственно для подвода и отвода охлаждающей жидкости. Н;з внутренней поверхности плавающего стакана 6 выполнена кольцевая проточка 33, служащая для лучшего охлаждения постоянного магнита 9 и

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

|(; ici.iCHbi:: наконечников 10, с каналами 34 ;: 35 соответственно подвода и отвода.

Для уменьшения подвода тепла от центрирующих под1иипников 7 и 8 к полюсным наконечникам 10 и снижения рассеяния магнитного потока Ф они отделены друг от друга теплоизолирующими немагнитными кольцами 36.

В упорном фланце 20 выполнено гнездо 37 под ключ для поворота вместе с ним плавающего стакана 6 при установке его в новое полоежние относительно аксиально-подвижного кольца 17 при вывернутом винте 22 из гнезда 23.

Уплотнение вала работает следующим образом.

Ферромагнитную жидкость 12, находящуюся в рабочем зазоре 13, уплотняемая среда, находящаяся под давлением (пеае- падом давления), стремится выдавить в полость с меньшим давлением. Однако магнитные силы, создаваемые постоянным магнитом 9, действуюшие на ФМК 12 и пропорциональные градиенту магнитного поля в осевом направлении, удерживают ее в рабочем зазоре между втулкой 3 и полюсными наконечниками 10, обеспечивая таким образом, герметизацию при неподвижном и вращающемся вале 4.

Давление уплотняемой среды, действующее на аксиально-подвижное кольцо 17, установленное эксцентрично относительно оси вала, создает опрокидывающий момент, обеспечивая таким образом, поджим (контакт) плавающего стакана 6 через подщип- ники 7 и 8 скольже ия в диаметрально противоположных точках, з которы.х происхо дит их износ.

Радиуально-угловь;е и осевые смещения вала 4 компенсируются за счет наличия аксиально-подвижных контактов 15 и 30. При достижении предельно допустимого износа подшипников 7 и 8 ско.:1ьжения, обус тавли- вающего величину рабочего зазора, которая контролируется по появ;1ению утечек (пропусков) уплотняемой среды, производится переустановка плавающего стакана 6 относительно аксиально-подвижного кольца 17. Переустановка выполняется следуюгцим образом: стопорный винт 22 выводится (выворачивается) из гнезда 23, выполненного на наружной цилиндрической гговерхности плавающего стакана 6, вставляется ключ (рычаг, стержень) в 1 нездо 37 на ynopsiOM фланце 20 и вместе с ним плавающий стакан 6 поворачивается в новое положение относительно аксиально-подвижного кольца 17 до совпадения со следующим гнездом 23 хвостовика стопорного винта 22 и фиксируется в этом положении стопорным узинтом. При этом положении 15е. ичина рабочего зазора 13 между втулкой 3 вала 4 и полюс- }1ыми наконечниками ;0 вновь восстанавливается до первоначальной (задан}10Й) величин;): и уплотпение функаионкру-ет isopMa.ibii o,

Таким образом, поворачиванием и фиксированием плавающего стакана 6 совместно с подшипниками 7 и 8 скольжения относительно кольца 17 увеличиваются срок службы уплотнения вала и значительно облегчают его его обслуживание.

Формула изобретения

Уплотнение вала, содержащее уплотни- тельный узел, смонтированный с подшипниками на втулке вала в установленном в корпусе плавающем цилиндрическом стакане, одна торцовая поверхность которо

го контактирует с подпружиненным аксиально-подвижным кольцом, а другая - с упругими элементами, установленными в опорном кольце, отличающееся-leiA, что, с целью увеличения ресурса работы уплотнения и удобства его обслуживания, аксиально-подвижное кольцо установлено эксцентрично относительно оси вала, а на наружной поверхности плавающего стакана выполнены гнезда для стопорного винта, укрепленного в корпусе уплотнения, при этом на втулке вала выполнен бурт, образующий с опорным кольцом подвижный вращающийся контакт.

Изобретение относится к уплотнитель- ной технике и позволяет увеличить ресурс работы уплотнения за счет многократного изменения места контакта подшипников скольжения с втулкой 3 вала. Давление уплотняемой среды, действуюш,ее на аксиально-подвижное кольцо 17, установленное эксцентрично относительно оси вала, создает опрокидываюш,ий момент, обеспечивая таким образом поджим (контакт) плавающего стакана (ПС) 6 через подшипники скольжения 7 и 8 в диаметрально противоположных точках. Выполнение на наружной поверхности ПС гнезд 23 для стопорного винта 22, укрепленного в корпусе уплотнения 1, позволяет многократно менять места контакта подшипников скольжения. 3 ил. J9 77 26 J7 S СП СА;Р INS со оо /в 2

J7

Фиг. г

.З