Торцовое уплотнение вращающегося вала Советский патент 1981 года по МПК F16J15/34 

(54) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА

Изобретение относится к уплотнениям валов машин и аппаратов химической и других отраслей промышленности. Известно торцовое уплотнение вращающегося вала, содержащее корпус, напорную полость, укрепленные Hat промежуточной втулке и в корпусе кольца трения, упругий элемент, обеспечивающий контакт пир трения, причем вращающееся кольцо трения со стороны аппарата в этой конструкции имеет возможность свободного осевого перемещения относительно втулки и подпружинено дл.я создания контакта в стыке пары трения, а невращающееся кольцо закреплено в корпусе жестко (может быть установлено на резиновых кольцах) {1J. Недостаток конструкции заключается в том, что при росте уплотняемого перепада давлений резко повышается удельное давление в стыке пары трения, которое, главным образом, определяет режим трения трущихся поверхностей. При больщих значениях удельного давления происходит выдавливание слоя смазки из зазора и переход с жидкостного или полужидкостного режима трения на сухой режим трения с интенсивным износом и neixrpeBOM Kaieu трения. Кроме того, при превыщении определенных для каждого материала значении удельного давления происходит разрушение кольца, а следовательно, выход из строя торцового уплотнения. Цель изобретения -- повышение надежности работы торцового уплотнения в большом диапазоне параметров, при которых торцовое уплотнение будет обеспечивать герметичность с сохранением оптимального режима трения при изменении направления действия уплотняемого давления. Указанная цель достигается тем, что на промежуточной втулке между буртом кольца трения, расположенным со стороны напорной полости и стопорным кольцом, укрепленным на промежуточной втулке, установлен дополнительный упругий элемент. Установка таким образом дополнительного упругого элемента позволяет в случае изменения направления действия давлений, вызванных ростом давления среды в напорной полости или падением давления в камере гидроподпора, воспринимать, в основном, осевую силу данным упругим элементом, что устраняет рост удельного давления в паре трения или раскрытие стыка пар трения, и, в конечном результате. Поддерживать удельное давление в стыке пары трения оптимальным, что значительно повышает надежность работы торцового уплотнения в указанных условиях работы.

На фиг. I показано уплотнение, общий вид, разрез; на фиг. 2 - положение подвижного кольца трения при увеличении давления со стороны напорной полости.

Уплотнение состоит из корпуса I, в котором установлены кольца трения 2 и 3. Нижнее вращающееся кольцо 4 соединено с промежуточной втулкой 5 и поджимается к кольцу 2 пружинами 6. Верхнее неподвижное кольцо 3, установленное в гнезде корпуса 1, фиксируется от проворота штифтом 7 и поджимается к вращающемуся кольцу 8 пружннамн 9. Вращающееся кольцо 8 соединено с втулкой 5 штифтом 10 и уста-новлено со стороны пояска трения на пружину И, которая зафиксирована в осевом направлении стопорным кольцом 12, укрепленным на промежуточной втулке.

Уплотнение работает следующим образом.

При расчетном значеннн перепада давления в напорной полости и камере гндроподпора вращающееся кольцо 8 находится в верхнем положении. Нагрузка на кольцо 8 создается пружинами 9 и.давлением в камере гндроподпора. Пружина П не. сжата. В случае изменения направления действия перепада давлейий, вызванного ростом давления среды в напорной полости илн падением давления в камере гидроподпора, давление действует на кольцо 8 вниз, стремясь переместить его в сторону контакта, а возникающая при этом осевая сила, в основном, воспринимается пружиной И. Перемещение кольца 3 может происходить в зависимости от расчета конструкции и величины давления до соприкосновения бурта кольца 3 с впадиной в корпусе, при этом незначительно сжимая пружину II, если давление в напорной полости возросло выше расчетного. При восстановлении расчетного перепада давлений кольцо 8 возвращается в верхнее положение и уплотнение работает обычным образом.

Таким образом, благодаря установке дополнительной нружнны, охватывающей промежуточную втулку и расположенную между стопорными кольцом, укрепленным

на промежуточной втулке и буртом вращающегося кольца, удельное давление в стыке пары трения остается оптимальным прН значительных перепадах давлений, вызванных ростом давления среды напорной полости нли падением ламения в камере гндроподпора, что повышает надежность работы торцового уплотнення.

Формула изобретения

Торцовое уплотнение вращающегося вала, содержащее корпус, напорную полость, укрепленные на промежуточной втулке и в корпусе кольца трення, упругнй элемент, обеспечивающий контакт пар трення,

и стопорное кольцо на нро меж у точной втулке, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы торцового уплотнения при изменении направления действия давления, на промежуточной втулке между торцовой поверхностью кольца трения со

стороны напорной полости и стопорным кольцом установлен дополнительный упругнй элемент.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 305149, кл. 277-93, опублик. 1959.