Торцовое уплотнение Советский патент 1988 года по МПК F16J15/34 

со VJ ;о ел ел

Фи&/

Изобретение относится к уплотниуплотнениям.

Цель изобретения - повьшгение герметичности торцового уплотнения при изменении температуры за счет обеспечения плоскостности рабочих поверхностей.

На фиг 1 приведено устройство, общий вид, на фиг о 2 - узел I на фиг. 1„

Торцовое уплотнение содержит уп- лотнительные кольца 1 и 2 из угле- графитового материала, например си- лицированного графита. Кольца соединены с несущими деталями аналогично. Кольцо может устанавливаться на нержавеющем сильфоне (при этом имеет наибольшие отличия КТР материалов стали и графита, которые соответственно равны 18-10 1/К и ,6 10 1/К), а также - в обойму 3 из более удобного материала, который имеет коэффициент температурного расширения ближе к графиту (для стали типа 30X13 он равен 10,5 ЛО 1/К).

Рассмотрим первый случай, когда кольцо 1 устанавливают в таль, включающую фланец 4 и обойму, состоящую из двух элементов; бандажа 5 и оболочки 6. Поверхность графитового кольца по наружному диаметру покрыта тонким слоем 7 фторопласта (толщина 0,04-0,1 мм). Тонкостенная оболочка 6 фланца 4 вместе с напрессованным бандажом 5 охватывают кольцо 1 с При этом тонкостенная оболочка служит для герметизации кольца относительно фланца 4, а также выполняет функцию гибкой связи, исключающей передачу температурных перемещений фланца на соединение кольца и оболочки. Форма бандажа выбрана таким образом, что центры главных осей инерции О и О,-, кольца и бандажа лежат в плоскости, перпендикулярной оси вращения Это может достигаться за счет выполнения проточки 8 на бандаже со стороны фланца 4 сильфона или за счет утолщения 9 бандажа (фиг. 2) со стороны рабочего торца Бандаж изготавливается из стали с малым КТР, по возможности ближе к КТР графита, например из стали 30X13. Натяг в прессовом соединении бандажа и оболочки выбирается из условия возникновения удельных контактных

10

15

давлений, достаточных для обеспечения герметичности в соединении кольца и оболочки и исключения проворота кольца. Например, в случае запрессовки кольца по диаметру 80 мм натяг составляет 0,15-0,2 мм.

Таким образом, при изменении температуры соединения происходит изменение натяга (с ростом температуры натяг уменьшается и наоборот) и, как следствие, меняются удельные контактные давления. Однако характер их распределения остается неизменным и равнодействующая сил контактного давления проходит через центры главных осей инерции. Благодаря этому при изменении температуры не возникают изгибающие моменты, деформирующие рабочие торцы колец. Плоскостность колец сохраняется, расход через пару трения не увеличивается

В другом варианте уплотнительное кольцо с покрытием 10 эмульсией фторопласта на наружном диаметре запрессовано непосредственно в обойму 11, которая выполнена как одно целое с несущей деталью, и соединяется с ней через тонкостенную перенесущую де- 30 мычку 12. Проточка служит для исключения влияния перемещений сравнительно массивной несущей детали при изменении температуры на прессовое соединение кольца и обоймы. Центры

20

25

35

40

45

главных осей инерции О „ и О коль«г -л f{

ца и обоймы лежат в плоскости, перпендикулярной оси вращения. Натяг в соединении выбирается достаточным для обеспечения герметичности и составляет 0,15-0,2 мм для кольца диаметром 80 мм.

Как и в первом случае, при работе уплотнения на режимах с изменением температуры характер напряженного состояния остается неизменным, плоскостность рабочего торца практически не меняется о

Таким .образом, при колебаниях температуры уплотнение сохраняет гер- 50 метичность благодаря сохранению

плоскостности торцовых поверхностей колец.

55

Формула изобретения

1. Торцовое уплотнение, содержащее несущие детали с обоймами, коль

главных осей инерции О „ и О коль«г -л f{

ца и обоймы лежат в плоскости, перпендикулярной оси вращения. Натяг в соединении выбирается достаточным для обеспечения герметичности и составляет 0,15-0,2 мм для кольца диаметром 80 мм.

Как и в первом случае, при работе уплотнения на режимах с изменением температуры характер напряженного состояния остается неизменным, плоскостность рабочего торца практически не меняется о

Таким .образом, при колебаниях температуры уплотнение сохраняет гер- метичность благодаря сохранению

плоскостности торцовых поверхностей колец.

55

Формула изобретения

1. Торцовое уплотнение, содержащее несущие детали с обоймами, кольца из углеродных материалов, имеющие на наружно. поверхности покрытие из химически стойкого материала, например фторопласта, установленные с натягом в обоймы, отличающееся тем, что, с целью повышения герметичности за счет сохранения плоскостности рабочих поверхностей при изменении температуры, главные оси сечений колец и обойм в

плоскости, перпендикулярной к оси. вращения, совпадают, а обоймы соединены с несущими деталями тонкостенными перемычками.

2. Уплотнение по п, 1, отличающееся тем, что обойма выполнена из двух коаксиально установленных деталей - бандажа и тонкостенной оболочки.

Изобретение относится к уплот- нительной технике, предназначено для герметизации выходов валов агрегатов, работающих при изменяющихся температурах как на нейтральных, так и на химически активных средах, и позволяет повысить герметичность торцовых уплотнений. Кольца 2 установлены в несущих металлических деталях путем запрессовки в обоймы, которые выполнены в виде одной детали. Поверхность колец покрыта слоем мягкого химстойкого материала, например фторопласта. Главные оси обойм и главные оси сечений колец лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси вращения, и совпадают. Благодаря этому при изменении температуры, исключается появление изгибающих моментов, приводящих к деформированию кольца и нарушению плоскости, сохраняется герметичность. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Фиг.2