Уплотнение Советский патент 1982 года по МПК F16J15/48 

(54) УПЛОТНЕНИЕ

1

Изобретение относится к арматуре газопроводов и может быть использовано в газогенераторах с регулирующими устройствами для изменения газового потока, имеющего высокую температуру.;

Известно, что для уплотнения зазора между подвижной и неподвижной частями устройства используют пустотелые оболочки тороидальной формы, внутрь которых подводят давление 1.

Недостаток известного устройства заключается в малой надежности при работе с высокотемпературной средой, поскольку оболочка имеет прямой контакт с последней.

Наиболее близким к изобретению является торцовое уплотнение для высокоскоростного вала с плавающим промежуточным кольцом, заключенным между уплотняющими кольцами. Плавающее уплотнительное кольцо выполнено в форме тора и заключено в сферических желобках уплотнительных колец 2.

Недостатком этого устройства является малая надежность при высокочастотных знакопеременных перемещениях в высокотемпературной среде, даже при условии

размещения уплотнения в масляной ванне. При высокочастотных перемещениях имеют место разрывы сплощности консистентной смазки и масляная ванна становится малоэффективной.

5 Целью изобретения является новыщение надежности работы уплотнения.

Поставленная цель достигается тем, что в масляную ванну введена эластичная пористая прокладка, начальный объем -которой

10 превыщает объем масляной ванны, прокладка пропитана тугоплавкой смазкой и поджата к эластичному полому торонду плавающей манжетой из сублимирующего материала.

На чертеже изображено уплотнение,

15 разрез.

Корпус газогенератора 1 содержит выхлопной патрубок 2, через который производится сброс горячего газа в атмосферу. Патрубок 2 может перемещаться по стрелке

20 А под действием привода 3 на расстояние ± Б. Патрубок 2 окружен полостью 4, заполненной тугоплавкой смазкой; на которую через неуплотняемый зазор между корпусом 1 и патрубком 2 (на чертеже не показан

передается давление из камеры сгорания газогенератора.

Между корпусом 1 и патрубком 2 имеется масляная ванна 5, в которой размещено уплотнительное кольцо 6, выполненное в форме тороида. Со стороны, примыкающей к патрубку 2, на тороиде 6 образован кольцевой фланец 7, защемленный на патрубке 2 при помощи кольца 8. Тороид 6 снабжен также патрубком 9, который пропущен через корпус 1 и служит для передачи в полость 10 тороида 6 давления рабочей среды через трубопровод П. На корпусе 1 закреплен фланец 12, имеющий газовый тракт 13 для сброса газов через патрубок 2. Между корпусом 1 и фланцем 12 защемлен второй кольцевой фланец 14 тороида 6. Со стороны меньщего диаметра тороида 6 в масляной ванне установлена плавающая манжета 15, которая взаимодействует с тороидом 6 посредством эластичной прокладки 16, выполненной из пористого материала, например, поропласта. Манжета выполнена из сублимирующего материала, Например «Фторопласт-4. Прокладка 16 пропитывается перед сборкой горячей тугоплавкой смазкой типа НК-50. Объем эластичной прокладки 16 превышает объем масляной ванны между тороидом 10 и плавающей манжетой 15, например, в 1,5-2 раза, и прокладка 16 при монтаже в масляную ванну сжимается. Патрубок 2 опирается на диффузор 12 по торцевой поверхности 17. Внутренняя поверхность патрубка 2, омывается высокотемпературным газом, снабжена вольфрамовой облицовкой 18, закрывающий графитовую втулку 19, а фланец 12 имеет графитовое покрытие 20.

Предложенное устройство работает следующим образом.

При включении газогенератора давление из камеры сгорания (40-100 кг1см) передается по трубопроводу 11 в полость 10 тороида 6. Одновременно несколько меньщее давление (20-50 кгс/см) из входной части патрубка 2 передается в полость 4. Таким образом, тороид 6 сохраняет свою форму. В то же самое время высокотемпературный газ (1000-1500°С) из газовода 13 поступает вдоль поверхности 17 в масляную ванну 5 гюд плавающую манжету 15. Давление газа составляет 10-30% от давления в камере сгорания газогенератора. В результате деформации тороида 6 и манжеты 15 под действием газов прокладки 16 сжимается и содержащаяся в ее порах смазка проникает между манжетой 15 и уплотняемыми деталями навстречу высокотемпературному газу, благодаря чему масляная ванна постоянно пополняется смазкой из пор прокладки и сплощность масляной ванны не нарушается. Под действием привода 3 патрубок 2 может перемещаться в направлении стрелки А на расстояние ± Б мм (±10 мм). Частота перемещений переменная, в зависимости от команды она может достигать нескольких десятков герц, что для газогенератора является дocтatoчнo высоким значением. При этих перемещениях фланец 7 увлекает за собой стенку тороида 6, которая перемещается вместе с патрубком 2 без взаимного проскальзывания и без образования разрывов в масляной ванне.

В связи с тем, что тороид снабжен фланцами, которые защемлены в уплотняемых деталях и расположены перпендикулярно

большой оси тороида, исключается взаимное проскальзывание деталей и тороида по контактным поверхностям, исключается возможность протирания стенок тороида от трения, особенно, в условиях высокочастотных знакопеременных перемещений подвижной части. Размещение со стороны малого диаметра тороида плавающей манжеты, которая взаимодействует с тороидом через эластичную пористую прокладку, пропитанную тугоплавкой смазкой, надежно предохраняет тороид от контакта с эысокотемпературным газом и исключает образование разрывов в массе тугоплавкой смазки, заполняющей зазор 5. Одновременно обеспечивается постоянное смачивание смазкой поверхности тороида за счет выдавливания из прокладки смазки, вступающей в контакт с поверхностьям,и диффузора и патрубка, и уменьщение усилия обкатывания петлеобразной частью тороида опорных поверхностей. ,

Особенно важно проявление этих свойств при знакопеременных высокочастотных перемещениях уплотняемых деталей, когда довольно густая консистентная смазка может образовывать в своей толще трещины (разрывы сплошности), по которым среда

может достичь тороида и вывести его из строя.

Необходимый запас смазки из пор эластичной прокладки обеспечивает подпитку масляной ванны при разложении части смазки под действием высокотемпературного газа и исключает образование раковин в массе смазки, которые заполняются смазкой и за счет расщирения эластичной прокладки. Благодаря тому, что плавающая манжета выполнена из сублимирующего материала,

высокотемпературный газ, проходя через зазор между манжетой и стенками уплотняемых деталей, вызывает разложение материала манжеты и при этом охлаждается. Манжета работает в окружении смеси газа

и продуктов сублимации и менее подвержена тепловому воздействию уплотняемой среды.

Формула изобретения

Уплотнение, содержащее в зазоре между уплотняемыми деталями эластичный полый тороид и масляную ванну для защиты тороида от высокотемпературной среды, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности работы уплотнения при высоко