Уплотнительное устройство вращающегося вала

 

1. УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА. со:.;ер : ащее основное уплотнение, установле1;кое со стороны атмосферы, и резервное уп/ютнеиие. установленное со стороны уплотняемой среды , расположенные на втулках вала, средство включения резервного уплотнения, расположенное в корпусе, и источник давления , отличающееся гем, что, с целью повышения надежности работы у;1Л10Т ения и улучшения условий аксплуатации путем обеспечения возможности демонтажа основного уплотнения бе.ч прекращения работы устройства , резервное уплотнение выполнено в виде промежуточного кольца трения, установленного с наперед заданным зазором относительно корпуса и втулки вала, контактирующего своими уплотнительными поверхностями с установленными на втулке вала подпружиненным кольцом трения и упорным кольцом трения, при этом средство включения резервного уплотнения расположе.ю концентрично в зоне промежуточного ко..; ца. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средство включения резервного уплотнения выполнено в виде эластичных колец и уплотнительного кольца между ними, установленных в выполненных в корпусе кольцевых канавках, расположенных последовательно в осевом направлении, при этом меж§ ду наружными поверхностями колец и стенками канавок образованы поло1ти, крайние (Л КЗ которых соединены посреди зом каналов с источником давления, а осевыми канапаM;I со средней полостью с возможностью их соединения при перемещении эластичных коле.л до контакта с промежуточч.м кольцом трения. 3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем. что на промежуточагм кольце против зоны расположения эластиччых колец выполнена накатка. ел 4.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что расстояние между стенками кольцевых канавок меньше поперечного сечения колец. 4;:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) F 16 J 15/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !."

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3632999/25-08 (22) 15.08.83 (46) 23.04.85. Бюл. № 15 (72) Б. В. Корниенко, В. А. Земсков, В. И. Перевозников, Ю. К. Абрашкин и С. И. Бочкова (71) Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения (53) 62-762 (088.8) (56) 1. Патент ФРГ № 26 724?, кл. F 16 J 15/34, опублик. 1976.

2. Каталог фирмы «Foodor Burgmann»

G1eitt ingdichtungen», ФРГ, 1976, с. 59 (прототип) . (54) (57) 1. УПЛОТг1ИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА. со ержащее основное углотнение, установлен«кое со стороны атмосферы, и резервное уп отне ие. установленное cG стороны уплотня:мой срсды, расположенные на втулках вала. средство включения резервного уплотнения, расположенное в корпусе, и источник давл:"ния, отличающееся гем, что, с целью повышения надеж.юсти работы у:1лотнени я и улучшения у;ловий эксплу атации путем обеспечения возможности демонтажа основного уплотнения ое, прс. :гашения работы устройства, резервное уплотнение выполнено в виде промежуточного кольца трения, усгановÄÄSUÄÄ 1151741 А ленного с наперед заданным зазором относительно корпуса и втулки вала, контактируюшего своими уплотнительными поверхностями с установленными на втулке вала подпружиненным кольцом трения и упорным кольцом трения, при этом средство включения резервного уплотнения расположе, о концентрично в зоне промежуточного о,". ца.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем что средство включения резервного уплотнения выполнено в виде эластичных колец и уплотнительного кольца между ними, установленных в выполненных в корпусе кольцевых канавках, расположенных последовательно в осевом направлении, при этом между наружными поверхностями колец и стенками канавок образованы поло ти, крайние из которых соединены посред. вом каналов источи«ком давления, а осевыми канапа— со средней полостью с возможностью

«. соединен«я при перемешении эластичны: ка-:с,. до контакта с промежуто-3н, м кольцо» трения.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем. что на промеж,точлсм кольце против зоны расположен« эласт«ч —.ых колец выполнена накатка.

4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что расстояние между стенками кольцевых канавок меньше поперечного сечения колец.

1151741

Изобретение относится к торцовым уплотнениям вращающихся валов и может быть использовано в области химического машиностроения для уплотнения валов приводов в реакторах, автоклавах и т.д., заполненных взрывоопасными; вредными продуктами, особенно в непрерывных процессах и там, где требуются дополнительные требования по надежности и необходимость снятия торцового уплотнения без разгерметизации и слива продукта из аппарата.

Известно торцовое уплотнение валов, состоящее из главного торцового уплотнения и резервного, причем главное торцовое уплотнение расположено со стороны продукта, а резервное — со стороны атмосферы., Резервное уплотнение выполнено в виде подпружиненного вращающегося кольца трения, расположенного на втулке вала, образующего с корпусом дроссельную щель, и гидравлического поршня, образующего одновременно аксиально перемещающееся

5 l0

20 скользящее кольцо. Главное и резервное уплотнения образуют камеру„которая каналом соединяется с камерой, расположенной за гидравлическим поршнем. Давление, необходимое для перемещения поршня к вращающемуся кольцу, образуется средой, выходящей из главного уплотнения при выходе его из строя (1) .

Однако данное уплотнение характеризуется невозможностью снятия главного торцового уплотнения для его ремонта без разгерметизации и слива продукта из аппарата.

При нормальной работе главного уплотнения резервное уплотнение будет незадействованным, т.е. между уплотнительными поверхностями вращающегося кольца и гидравлического поршня будет зазор, в котором 35 могут осаждаться различные загрязнения (частицы износа пары трения главного уплотнения, окислы и соли, содержащиеся в запирающей жидкости главного управления, проходящей в виде утечки через зазор ре- 40 зервного уплотнения и др.) ухудшающие уплотнительные поверхности.

При негерметичности главного уплотнения среда из аппарата (особенно полимеризующаяся) может. проникнуть и засорить канал, соединяющий камеры резервного уп- 45 лотнения, а также дроссельную щель, что может привести к выходу из строя резервного уплотнения.

Наиболее близким к изобретению является устройство для герметизации вала, содержащее основное уплотнение, расположенное

50 со стороны атмосферы, и резервное уплотнение, расположенное со стороны продукта, установленное на втулках вала.

В этом устройстве резервное уплотнение выполнено в виде установленного на валу уп- 55 лотнительного фланца и установленного в корпусе гидравлического поршня, приводимого в действие давлением от постороннего источника после опускания вала на центрирующее кольцо в корпусе (2).

Известное уплотнение недостаточно надежно из-за того, что уплотнительные поверхности остановочного уплотнения находятся в постоянном контакте с уплотняемой средой, что ухудшает их, поэтому при задействованном остановочном уплотнении во время ремонта основного уплотнения могут быть нежелательные утечки агрессивного продукта. Кроме того, остановочное уплотнение герметизирует аппарат при невращающемся вале мешалки, что влечет за собой нежелательную порчу продукта, особенно при непрерывных процессах и требующих постоянного перемешивания.

Цель изобретения — повышение надежности работы уплотнения и улучшение условий эксплуатации путем обеспечения возможности демонтажа основного уплотнения без прекращения работы устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем основное уплотнение, установленное со стороны атмосферы, и резервное уплотнение, установленное со стороны уплотняемой среды, расположенные на втулках вала, средство включения резервного уплотнения, расположенное в корпусе и источник давления, резервное уплотнение выполнено в виде промежуточного кольца трения, установленного с наперед заданным зазором относительно корпуса и втулки вала, контактирующего своими уплотнительными поверхностями с установленным на втулке вала подпружиненным кольцом трения и упорным кольцом трения, при этом средетво включения резервного уплотнения расположено концентрично в зоне промежуточного кольца.

При этом средство включения резервного уплотнения выполнено в виде эластичных колец и уплотнительного кольца между ними, установленных в выполненных в корпусе кольцевых канавках, расположенных последовательно в осевом направлении, при этом между наружными поверхностями колец стенками канавок образованы полости, крайние из которых соединены посредством каналов с источником давления, а осевыми каналами — со средней полостью с возможностью их соединения при перемещении эластичных колец до контакта с промежуточным кольцом трения.

При этом на промежуточном кольце против зоны расположения эластичных колец выполнена накатка, а расстояние между стенками кольцевых канавок меньше поперечного сечения колец.

На фиг. 1 изображено уплотнительное устройство при работе основного уплотнения, разрез; на фиг. 2 — то же, при работе резервного уплотнения; на фиг. 3 — вид на наружную поверхность промежуточного кольца.

1151741 з

Основное уплотнение состоит из двух расположенных концентрично и установленных на втулке 1 вращающихся колец 2 трения и установленных в корпусе 3 неподвижных колец 4 трения. Вращающиеся и неподвижные кольца трения образуют камеру гидроподпора, в которой циркулирует запирающая жидкость. Контакт между вращающимися и неподвижными кольцами трения обеспечивается пружинами 5 и давлением запирающей жидкости. 1О

Резервное уплотнение состоит из промежуточного кольца 6, имеющего уплотнительную поверхность 7 и упорную поверхность 8, выполненную из антифрикционного материала и установленного на втулке 9 между кольцом 10 трения и упорным 11 кольцом с наперед заданным зазором 12 относительно втулки 9 и корпуса 13. На наружной поверхности промежуточного кольца выполнена продольная накатка 14 (фиг. 3). Уплотнительное кольцо 10 трения установлено в обойме 15 через резиновое кольцо 16 и контактирует с уплотнительной поверхностью 7 промежуточного кольца при помощи пружин 17 и давлением среды, находящейся в аппарате. Уплотнительное кольцо 10 трения зафиксировано от проворота штифтами 18.

Упорное кольцо 11 установлено на втулке 9 через эластичную прокладку 19 (упорное кольцо 11 может быть выполнено как единое целое с выступом втулки) и зафиксировано от проворота штифтами 20. зо

Средство включения резервного уплотнения выполнено в виде эластичных колец 21 (тормозящих) и уплотнительного кольца 22, размещенных в П-образных кольцевых канавках 23 с плоскими стенками, выполненных на внутренней поверхности корпуса 13. зБ

Расстояние между стенками канавок меньше поперечного сечения колец. Стенки, кольцевых канавок корпуса и наружный диаметр эластичных колец 21 образует кольцевые камеры 24 и 25, которые каналами 26 и 27 соединены с каналом 28 от источника давления, а осевыми каналами 29 и 30 — с камерой 31 уплотнительного кольца 22. В нерабочем положении каналы 29 и 30 перекрыты эластичными кольцами 21.

Корпус резервного уплотнения присоединяется к аппарату с помощью болтов 32, а корпус основного уплотнения — к корпусу резервного болтами 33 (фиг. 1).

Уплотнение работает следующим образом.

При нормальной работе основного торцового уплотнения резервное уплотнение отключено, т.е. втулка 9 с установленным на ней промежуточным кольцом 6, уплотнительным кольцом 10 трения и упорным 11 кольцом вращается вместе с валом.

Под действием пружиь 17- и давления среды аппарата уплотнительные поверхности кольца 10 трения и поверхность 7 промежуточного кольца 6 находятся в плотном контакте, препятствуя попаданию на них различных загрязнений и отложений продукта.

При нарушении работы основного уплотнения через каналы 28, 26 и 27 подают давление от источника (не показан) в кольцевые камеры 24 и 25. Под действием давления эластичные кольца 21 сжимаются в радиальном направлении, ллотно охватывают промежуточное кольцо 6, заполняя углубления, образованные накаткой 14 на его поверхности, увеличивая тем самым тормозящий момент, и останавливают его. После сжатия колец 21 освобождаются каналы 29 и 30 для подачи давления в камеру 31.,Под действием давления в камере 31 уплотнительное кольцо 22 дополнительно герметизирует промежуточное кольцо 6. Таким образом, промежуточное кольцо 6 становится неподвижным и герметизация вращающегося вала происходит на уплотнительных поверхностях кольца 10 трения и промежуточного кольца 6. С целью осевой фиксации вала при демонтаже основного уплотнения или замене подшипниковых узлов на валу дополнительно установлена втулка 34, которая опирается на заплечико корпуса резервного уплотнения.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет включать резервное уплотнение при работающем вале аппарата, что улучшает условия его эксплуатации, повышает надежность работы уплотнения.

1151741

1Г

20

1151741

СоставительИ. Пащенко

Редактор С. Патрушева Техред И. Верес Корректор О . Билак

За каз 2292/26 Тираж 898 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4