ТОРЦОВЫЙ ГЕРМЕТИЗАТОР Советский патент 1996 года по МПК F16J15/34 

Изобретение относится к области уплотнительной техники и может быть использовано для герметизации вращающихся валов.

Цель изобретения повышение герметизирующей способности устройства, предотвращение попадания смазки и продуктов износа в герметизируемую полость и повышение работоспособности за счет выполнения герметизатора в виде наружной рубашки набора коаксиальных втулок, на наружных поверхностях которых размещены винтовые канавки.

На фиг.1 представлен торцовый герметизатор; на фиг.2 cечение А А на фиг. 1; на фиг.3 сечение Б Б на фиг.2; на фиг.4 сечение В В на фиг.2.

Устройство содержит вал 1, на котором герметично установлена вращающаяся опорная втулка 2 с контактной поверхностью 3. К этой поверхности с помощью упругого элемента 4 (пружины) поджимается невращающаяся втулка 5, соединенная с помощью сильфона 6 с корпусом. К втулке 5 посредством герметизирующего вещества крепится набор коаксиальных втулок 7,8,9,10. Герметизирующее вещество нанесено на торец втулки 5 и торцы втулок 7,8,9,10. На наружных поверхностях втулок 7,8,9,10 выполнены винтовые канавки 11,12,13,14, причем канавки 11 и 13 имеют одно направление (направлены в сторону вращения вала 1 и опорной втулки 2), а канавки 12 и 14 направлены в противоположную сторону. Канавки 11 и 13 заполнены пластической смазкой, например смазкой ЦИАТИМ-201. Втулки 7,8,9,10 выполнены из материала АО-1500-С05 или АО-1500-683, который представляет собой фторопласт с наполнителем, в качестве которого используется бронзовая или медная пудра.

Во втулках 8 и 10 выполнены радиальные отверстия 15. Эти отверстия расположены в непосредственной близости к втулке 5. Втулка 10 выполнена из фторопласта-4. В герметизируемой полости 16 находится агрессивная вступающая в реакцию с бронзой или мелью среда, например AgNO₃ или H₂NO₃. В полости 17 находится жидкая смазка, например индустриальное масло М-12А, которой производят смазку подшипника 18.

Устройство работает следующим образом.

При вращении вала 1 вместе с ним вращается герметично на нем установленная опорная втулка 2. К ней с помощью пружины 4 поджимаются втулки 5, 7, 8, 9, 10, соприкосновение происходит по поверхности 3. При этом втулки 5, 7, 8, 9, 10 и сильфон 6 не вращаются.

В полости 16 находится герметизируемая агрессивная среда, а в полости 17 смазочное масло, которое смазывает и охлаждает подшипник 18. Сильфон 6 обеспечивает герметичность между полостями 16 и 17 и в то же время препятствует вращению втулок 5, 7, 8, 9, 10, давая им возможность совершать осевое перемещение, а именно поджатие втулок 7,8,9,10 к поверхности 3 втулки 2 в процессе их износа (истирания). Пластичная смазка из винтовых канавок 11 и 13 нечетных коаксиальных втулок 7 и 9 за счет совпадения направления вращения опорной втулки 2 с направлением этих канавок покрывает слоем контактную поверхность 3. За счет центробежных сил (т.к. поверхность 3 вращается совместно с опорной втулкой 2) смазка движется и в радиальном направлении от центра к периферии, т.е. от втулки 7 к втулке 8 и от втулки 9 к втулке 10. Эта смазка в процессе работы смазывает поверхность 3, что значительно уменьшает износ втулок 2,7,8,9,10. Однако незначительный износ всегда будет иметь место. Продукты износа, представляющие мельчайшие частицы втулок, участвующих в трении, вместе со смазкой движутся в окружном и радиальном направлениях. Попадая в область на поверхности 3, где находятся винтовые канавки 12 и 14 втулок 8 и 10, которые направлены навстречу вращению опорной втулки 2, благодаря перемычкам, разделяющим канавки и имеющим то же направление, что и сами канавки, смазка и продукты износа, значительная их часть, снимаются с поверхности 3. Эта смесь заполняет по мере работы (износа) канавки 12 и 14. Заполнение происходит до тех пор, пока смесь не достигнет отверстий 15, через которые благодаря подпору в канавках 12 и 14 она (смесь) поступает в канавки 11 и 13. Из этих канавок смесь, содержащая незначительное количество продуктов износа, вновь (как и чистая пластическая смазка) поступает на поверхность контактов 3, осуществляя смазку трущихся деталей. Наружная втулка закрывает сборные канавки 14 втулки 10, предотвращая попадание смазки в герметизируемую полость 16, и предотвращает попадание герметизируемой агрессивной среды из полости 16 к втулкам 7, 8, 9, 10, содержащим, например, медную или бронзовую пудру, что очень нежелательно, т.к. эти пудры под действием агрессивной среды могут растворяться. Это снижает антифрикционные свойства втулок 7,8,9,10 и ухудшает работу устройств. Выполнение втулки из агрессивно стойкого материала, например фторопласта-4, обладающего очень низкими механическими свойствами, но высокой стойкостью к высокоагрессивным жидкостям, приводит в результате к тому, что герметизатор обладает чрезвычайно важными свойствами, не достижимыми в известных устройствах, это значительное уменьшение выброса продуктов износа в герметизируемую полость, увеличение срока службы (уменьшение износа благодаря наличию смазки в зоне контакта), высокая антикоррозийная стойкость устройства.

Изобретение относится к области уплотнительной техники, может быть использовано для герметизации вращающихся валов и повышает герметизирующую способность, предотвращает попадание смазки и продуктов износа устройства в герметизируемую полость. Герметизатор выполнен в виде набора коаксиальных цилиндрических втулок. На наружных поверхностях втулок выполнены винтовые канавки, причем одни канавки имеют одно направление, а другие канавки направлены в другую сторону. Коаксиальные втулки установлены с помощью обоймы и сильфона в корпусе и поджаты к вращающейся втулке установленной на валу пружиной. Винтовые канавки могут быть заполнены консистентной смазкой или в них может подаваться от насоса жидкая смазка. По винтовым канавкам благодаря их наклону при вращении втулки смазка и продукты износа удаляются из зоны контакта втулок, предотвращается выброс смазки и продуктов износа в герметизируемую полость. 1 з.п. ф-лы. 4 ил.

1. Торцовый герметизатор, содержащий опорную втулку, упругий элемент и герметизатор, отличающийся тем, что, с целью повышения герметизирующей способности, предотвращения попадания смазки и продуктов износа в герметизируемую полость, герметизатор выполнен в виде наружной рубашки и набора коаксиальных втулок, на наружной поверхности которых размещены винтовые канавки, меняющие направление навивки от втулки к втулке, при этом направление винтовых канавок на первой, нечетной, втулке, преимущественно внутренней, совпадает с направлением вращения опорной втулки, а винтовые канавки нечетных втулок заполнены пластической смазкой, на четных втулках со стороны противоположной опорной втулки выполнены радиальные отверстия для сообщения винтовых канавок нечетных и четных втулок. 2. Герметизатор по п.1, отличающийся тем, что наружная рубашка герметизатора выполнена из химически стойкого к герметизируемой среде материала, а коаксиальные втулки из износостойкого материала.