Торцовое уплотнение

 

1.ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ,сос тоящее из вращающегося и неподвижно колец ьары трения, сильфонного упр гого элемента, пружины и опорного Пбу фланца, отличающееся тем, что, с целью увеличения срока службы уплотнения, сиЛьфонный упругий элемент выполнен в виде трех сильфозлв, установленных коаксиально ,причем сильфоны с одной стороны связаны с опорным фланцем, в котором выполнены каналы дпя подвода и отвода хладоносителя в полости между сильфонами, а с другой стороны наружный и внутренний, .сильфоны жестко связаны с кольцом пары трения . 2. Уплотнение по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем. что в кольце пары трения выполнен сквозной канал, в котором установлена термопара.

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОН

РЕСПУБЛИК

И9) 01) 3 (5D

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ- ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 4 АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2l). 3650980/25 — 08 (22) 21.07.83 (46) 30.11,84. Бюл. М 44 (72) А,А.Иванов, В,И.Кукушкин и А,Ф.Абросимов (71) Отделение Ордена Ленина института химической физики АН СССР (53) 62-762(088,8) (56) 1.Голубев А.И. Современные уплотнения вращающихся валов. И., Иашгиз, 1963, с.6, фиг.9.

2. Патент ФРГ N- 3139.193, кл. F 16 J 15/34, 1982 (прототип). (54)(57) 1.ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ,состоящее.из вращающегося и неподвижного колец пары трения, сильфонного упругого элемента, пружины и опорного фланца, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения срока службы уплотнения, сипьфонный упругий элемент выполнен в виде трех сильфоивв, установленных коаксиально,причем сильфоны с одной стороны " связаны с опорным фланцем, в котором выполнены каналы для подвода и отвода хладоносителя в полости между сильфонами, а с другой стороны наружный и внутренний .сильфоны жестко связаны с кольцом пары трения.

2. Уплотнение по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем. что в кольце пары трения выполнен сквозной канал е в котором установлена термопара, f l 126

Изобретение относится к уплотни— тельной технике и может быть использовано в химическом, биологическом, фармацевтическом, пищевом машиностроении и медицине при уплотнении вращающихся валов, Известны торцовые уплотнения с использованием в качестве пары трения неподвижного керамического кольца, вращающегося, выполненного из фторопласта 4 .эа одно целое с сильфоном Г! 3.

Так ка с свойства полимерных материалрв в значительной степени заЭ висят от темпера туры, .то применение этого уплотнения ограничено по температуре и давлению уплотняемой среды, Известно также уплотнение, в котором неподвижный сильфон выполнен многоэаходным винтовым, в витках которого установлена пружина (2).

Однако с применением копец из полимерных материалов в этом устройстве иэ-эа отсутствия теплоотвода в месте контакта трущейся пары происходит нагрев, приводящий к изменению физико-химических и механических свойств поверхностного слоя. пары трения и, как следствие, снижению срока службы уплотнения.

Цель изобретения — увеличение срока службы уплотнения при повы-. ( шенных давлениях.

Ноставленная цель достигается тем, что в торцовом уплотнении,сос35 тоящем иэ вращающегося и неподвижного колец гары трения, сильфонного упругого элемента, пружины и опорного фланца, сильфонный упругий элемент выполнен B виде трех сильйонов, 40 чстановленных коаксиально, причем сильфоны с одной стороны связаны с опорным фланцем, в котором выполнены каналы для подвода и отвода хладоносьтеля в полости между силь45 фонами, а с другой стороны наружный и внутренний сильфоны жестко связаны с кольцом пары трения.

В кольце пары трения выполнен . сквозной канал, в котором установлена термопара.

На чертеже изображено торцовое уплотнение, разрез.

Торцовое уплотнение состоит из трех многозаходных винтовых сильфонов 1-3 различных диаметров с витками одинакового шага, рас".îëîæåíных коаксиально относительно друг, 54 1 друга, причем сильфон 1 выполнен иэ металла, сильфон 2 — нэ резины и имеет тисненную поверхность пля лучшего прохождения жидкости силь-! фон 3 выполнен из фторопласта-4 .

При помощи реэьбовых .соединений сильфоны 1,2 и 3 связаны с одной стороны с опорными фланцами 4 и 5, а с другой. стороны наружный сильфон

1 и внутренний сильфон 3 жестко связаны с полым, керамическим кольцом 6.

Между торцом среднего сильфона 2 .и внутренней торцовой поверхностью керамического сольца имеется щель 7.В винтовых углублениях наружного сильфона 1 расположены пружины 8 предварительного поджатия. Опорные фланцы 4 и 5 закреплены на аппарате (на чертеже не показан) неподвижно и име-, ют две несообщающиеся между собой полости 9 и 1О и два штуцера 11 и 12 входа и выхода хладоносителя., Полое керамическое кольцо 6 HMQBT сквозной канал, выходящий непосред-. ственно в место контакта трущихся пар.

В канал вставляют термопару 13 до соприкосновения с торцовой поверхностью вращающегося кольца 14 из композиционного материала на основе фторопласта-4.или из фторопласта-.4.

Торцовое уплотнение работает следующим образом.

-При вращении вала 15 кольцо 14., закрепленное на валу разрезным хомутом 16, взаимодействует с керамическим кольцом 6, которое эа счет предварительной деформацчи пружин 8, а также давленья охлаждающей жидкости плотно прижато к вращающемуся кольцу !4.

В конструкции уплотнения охлаждающая термостатированная жидкость входит по.штуцеру 11 в канал дпорного фланца 4, проходит в полость между наружным и центральным оильфонами, приобретает вращательное движение в спиральном канале, образованном стенками сильфонов, омывает внутреннюю полость керамического кольца и возвращается в обратном направле-.

\ нии между. центральным и внутренним сильфонами 2 и 3 к опорному фланцу

5 и выходит через штуцер !2. Сильфонный узел компенсирует износ, перекосы и биения трущихся пар.

Такое решение конструкции позволяет обеспечить равномерный теплосъем со всей контактной площади керамического кольца, а подача гурбулиэован«l

Составитель А.Ополченцев

Редактор М, Дылын Техред Ж.Кастелевич Корректор Л.Пилипенко

Заказ 8665/27 Тираж 912 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал 111И! "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

3 ной термостатированной жидкости равномерно на всю внутреннюю поверхность керамического кольца позволяет выравнять тепловые потоки от трущейся:пары и исключить ее деформацию.

При движении жидкости между центральным и внутренним сильфонами понижается температура сильфона из фторопласта-4, а это в свою очередь позволяет увеличить нагрузки на сильфон.

Кроме того, сильфонный узел выполняет функции точного исполнительного органа для передачи- давления на пару трения. Давление в полости меж- ду сильфонами создается охлаждающей жидкостью и может автоматически ре.гулироваться в зависимости от давления в аппарате или же выбираться в зависимости от свойств материала трущихся пар. Давление жидкости так-. же разгружает внутренний сильфон. . выполненный из фторопласта-4. Это позволяет увеличить рабочее давление для уплотнения.

В канал полого керамического кольца вставлена термопара так, что она контактирует с вращающимся кольцом нз композиционного материала на основе фторопласта-4 и измеряет температуру на поверхности вращающегося кольца.

Термопара может быть связана через усилитель, датчик температуры и блок сравнения с регулятором расхода термостатированной жидкости, которая подается к уплотнению от автономных систем питания в таком количестве, которое обеспечивает температуру на поверхности.вращающе гася кольца из композиционного материала на основе фторопласта-4 в пределах 14-15 С с заданной точностью.

При этой температуре фторопласт-4, входящий в состав композиЦионных материалов, имеет более плотную кристаллическую модификацию с наиболее чизким коэффипиентом трения.

Технико-экономический эффект изобретения заключается в увеличении срока службы уплотнения за счет обеспечения оптимальной температуры рабочей поверхности контактных колец путем улучшения системы их охлажде(ния.