Торцовое уплотнение для гидроабразивных и полимеризующихся сред

 

ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ДЛЯ ГИДРОАБРАЗИВНЫХ И ПОЛИМЕРИЗУЮЩИХСЯ СРЕД, включающее контактирующие-друг с другом аксиально-подвижное невращаюшееся кольцо трения, установленное через вторичное уплотнение в корпусе, и вращающееся кольцо трения, герметично укрепленное на валу, средство для защиты вторичного уплотне ния, установленное между корпусом и наружным диаметром невращающегося кольца трения, образующее со стороны вторичного уплотнения полость, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и ресурса работы уплотнения, в корпусе выполнена ступенчатая расточка, в которой установлен поршень со штоком со сквозным каналом, причем -поршень расположен герметично в расточке большего диаметра, а -.шток выполнен в виде фильтра и расположен герметично в расточке меньшего диаметра, при этом поршневая полость сообщена с полостью со стороны вторичного уп (Л лотнения, а. полость между торцовыми поверхностями поршня, обращенными в сторону меньшего диаметра расточки, и расточки сообщена с уплотняемой . средой.

ÄÄSUÄÄ1121526 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3595410/25-08 (22) 24.05.83 (46) 30.10.84. Бюл. М 40 (72) P.М.Стародубов, Е.В.Шатаев, П.К.Баринов и В.И.Соколов (71) Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения (53) 62-762(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 379792, кл. F 16 J 15/34, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

9 885665, кл. F 16 J 15/34, 1980 (прототип). (54)(57) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ДЛЯ

ГИДРОАБРАЗИВНЫХ И ПОЛИМЕРИЗУЮЩИХСЯ .СРЕД, включающее контактирующие друг . с другом аксйально-подвижное невращающееся кольцо трения, установленное через вторичное уплотнение в корпусе, и вращающееся кольцо трения, герметично укрепленное на валу, средство для защиты вторичного уплотне-. ния, установленное между корпусом и наружным диаметром невращающегося кольца трения, образующее со стороны вторичного уплотнения полость, о т л к ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и ресурса работы уплотненяя, в корпусе выполнена ступенчатая расточка, в которой установлен поршень со штоком со сквозным каналом, причем .поршень расположен герметично в расточке большего диаметра, а ;шток выполнен в виде фильтра и расположен герметично в расточке меньшего диаметра, при этом поршневая полость сообщена с полостью со стороны вторичного уплотнения, а полость между торцовыми поверхностями поршня, обращенными в сторону меньшего диаметра расточки, и расточки сообщена с уплотняемой средой.

1121526

Изобретение относится к уплотнениям вращающихся. валов насосов, машин и аппаратов химической и других отраслей промышленности, преимущественно для гидроабразивных и полимериэующихся сред. 5

Известно торцевое.. уплотнение для гидроабразинных сред, включающее установленное на валу вращающееся кольцо тренин с нагнетателем,невра,щающееся. кольцо трения. Установленное 0 через вторичное уплотнение н корпусе.

В этом уплотнении на невращающемся кольце установлено фильтрующее кольцо, прикрывающее своей внутренней поверхностью выходы каналов, связанных с торцевой поверхностью и вторичным уплотнением, а наружной и торцевой стороной упирающееся в корпус

Г13.

Недостатком известной конструкции является то, .что ненращающееся .20 кольцо является аксимально-подвижным и фильтрующееся кольцо должно быть установлено с зазором относительно ненращающегося кольца трения. Поэтому по зазору к вторичному уплотнению и 25 торцевой поверхности колец трения попадают абразивные частицы, что уменьшает надежность работы торцового уплотнения. Нагнетатель увеличивает скорость забивания каналов и зазоров абразивом.

Недостатком является и то, что даже при идеальной установке невращающегося кольца трения относительно фильтрующего кольца фильтрующее коль-З5 цо через определенный промежуток времени забивается абразивом. И в одном, и в другом случае невращающееся коль". цо теряет аксиальную подвижность, что приводит к разгерметизации уплотнения. Изменяется также коэффициент 40 разгрузки пары трения, а следовательно, удельное давление н паре, и, как следствие, происходит разгерметизация уплотнения.

Наиболее близким к изобретению 45 является торцовое уплотнение, включающее вращакицееся и ненращающееся кольца трения:, установленные через вторичные уплотнения в корпусе и обойме, средство для защиты от абра- 50 эивных частиц. Средство для защиты от абразивным частиц выполнено в виде кольцевой эластичной манжеты

$-образного профиля, один конец которой закреплен с помощью браслетной пружины по наружной поверхности манжеты на корпусе уплотнения, а другой — по внутренней поверхности манжеты на кольце трения. Это средство увеличивает ресурс и надежность работы уплотнения в гидроабразивных и полимеризующихся средах, так как фильтр, образованный на одной из кромок манжеты, не контактирует с абразивной средой постоянно. Время его работы увеличивается по сравнению65 с фильтрами прямого действия открытого типа Г2J.

Недостатки данной конструкции заключаются в том, что с течением времени этот фильтр забивается. Время работы данного фильтра ограничивает также его малая рабочая поверхность, После забивания фильтра абра" зивной и полимеризующейся средой коэффициент разгрузки (т.е. Удельная нагрузка на поверхность трения) изменяется. Радиальная н аксиальная подвижности колец трения уменьшаются. Это приводит к разгерметизации уплотнения, Цель изобретения — повышение надежности и ресурса работы уплотнения.

Поставленная цель достигается тем, что н торцовом уплотнении для гидроабразивных и полимеризующихся сред, включающем контактирующие друг с другом аксиально-подвижное ненращающееся кольцо трения, установленное через вторичное уплотнение в корпусе, и вращающееся кольцо трения, герметично укрепленное на валу, средстно для защиты вторичного уплотнения, установленное между корпусом и наружным диаметром невращающегося кольца трения, образующие со стороны вторичного уплотнения полость, в корпусе выполнена ступенчатая расточка, в которой установлен поршень со штоком со сквозным каналом, причем поршень расположен герметично в расточке большего диаметра, а шток выполнен в виде фильтра и расположен герметично в расточке меньшего диаметра, при этом поршневая полость сообщена с полостью со стороны вторичного уплотнения, а полость между торцовыми поверхностями поршня, обращенными н сторону меньшего диаметра расточки, и расточки сообщена с уплотняемой средой.

На фиг.1 изображено предлагаемое уплотнение, когда фильтр находится в рабочем состоянии, раэреэ1 на фиг.2 — то же, когда поршень с фильтром занял новое положение н результате забивания части фильтра.

Уплотнение состоит из корпуса 1, на котором установлена крышка 2.

Ненращающееся аксиально-подвижное кольцо трения 3 через вторичное уплотнение 4 установлено в крышке корпуса.

На валу 5 герметично закреплено вращающееся кольцо трения б. Кольцо трения 3 прижимается к кольцу трения б пружинами 7. Между крышкой 2 и кольцом трения 3 установлено средство для защиты вторичного уплотнения в виде мембраны 8. Мембрана 8 установлена через прокладки 9 и 10 и прижимается шайбами 11 и 12 к крыш ке 2 и кольцу трения 3. Мембрана 8 через шайбы 11 и 12 прижимается к

2121,526

10 крышке 2 и кольцу трения 3 винтами

l3. На мембране 8 выполнены гофры

14. Образованная мембраной 8 полость

15 со стороны вторичного уплотнения сообщена с отверстием 16 с полостью

17. В полости 17 через вторичное уплотнение 18 установлен поршень

19 со сквозным каналом. В поршень

19 вмонтирован полый фильтр 20 диаметром, меньшим, чем диаметр поршня 19. Полый фильтр 20 через вторичнбе уплотнение 21 установлен в полости 22. Полость 17 закрыта крышкой 23. t — эона первоначального контакта фильтра с уплотняемой средой.II HIII — зоны последующих 15 контактов фильтра с уплотняемой средой.

Уплотнения работа заключается в следующем.

Полость насоса, аппарата и 20 т.д. заполняется гидроабразивной или полимеризующейся средой. Проходя. через полый фильтр 20 чистая жидкость, отделенная от твердых частиц абразива или полимеризующихся частиц,75 заполняет полости 22, 17 и 15. Давление уплотняемой среды и очищенной жидкости в полостях 22, 17 и 15 становится равным. Заполнение полостей

22, 17 и 15 можно осуществить через полость 17, вывернув крышку 23 или через проделанное в ней отверстие °

Пружины 7 и давление уплотняемой среды, равное давлению в полости 15, прижимают аксиально-подвижное невращающееся кольцо трения 3 к герметично укрепленному по валу 5 вращающемуся кольцу трения б. Герметизация вращающегося вала 5 осуществляется по торцовым поверхностям колец трения 3 и б. Абразив и полимер среды не вли- 40 яют на работу вторичного уплотнения

4. Зазоры сопряжения неврашающегося кольца трения 3 и крышки 2 не забива ются. Гофрированная мембрана 8 дает возможность кольцу трения 3 совер- 45 шать аксиальные и радиальные перемещения, сохраняя плоскопараллель ность трущихся поверхностей колец

3 и 6. При забивании первоначальной зоны .1 полого фильтра 20 при контакте с уплотняемой средой и умень шении давления в полости 15 н полостях 17 и 22 за счет разности диаметров поршня 19 и полого фильтра 20, а также за счет разности давления между уплотняемой средой и давлением очищенной жидкости в полостях 17,22 и 15, происходит перемещение поршня

19 внутрь полости 17. Вместе с поршнем 19 происходит перемещение полого фильтра 20.из полости 22. В контакт вступает эона II фильтра 20, затем зона .III и так далее. Одновременно уменьшается общий объем полости 15 и полостей 17 и 22. Давления в полости 15 и уплотняемой среды сравниваются. Уплотнение работает с постоянной нагрузкой на поверхности трения. При уменьшении давления уплотняемой среды по отношению к давлению в полости 15 через полый фильтр 20 происходит утечка очищенной жидкости иэ полости 15 и полостей 17 и 22 в уплотянемую среду с частичной промывкой полого фильтра 20. Давление в разделенных фильтром 20 полостях сравнивается.

Уплотнение работает в .расчетном режиме. В поршне 19 предусмотрена внутренняя резьба для монтажа и замены поршня 19 с вмонтированным в нем полым фильтром 20.

Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает надежную работу торцового уплотнения в гидроабразивной и полимериэункцейся средах. Твердые частицы абразива и полимера не влияют на работу вторичного уплотнения, обеспечивая аксиальное и радиальное перемещение кольца трения.

Поршень с вмонтированным в. нем полым фильтром меньшего диаметра обеспечивает включение новых зон фильтра при. засорении старых и уменьшение объема полости перед вторичным уплотнением, что обеспечивает постоянную расчетную нагрузку на поверхность трения колец. Все зто обеспечивает увеличение надежности ресурса работы предлагаемого уплотнения в гидроабразивной и полимериэующейся среде.

1121526

1 78 70 21

Фиг. 1

1 t2 20 2t Ф 18 7 g

lf ., 9

ВНИИПИ Закаэ 795 Il3o

Тира® 912 Подписное

ЮЯВ

Филиал НПП "Патент", г.У1кгород, 1щ, Проектная, 4