Торцовое уплотнение вращающегося вала
Изобретение относится к уплотнительной технике, а именно к торцовым уплотнениям, и может быть использовано для уплотнения вращающихся валов перемешивающих устройств автоклавов и реакторов. Цель изобретения - расширение диапазона применения и повышение надежности уплотнения. Уплотнение содержит корпус 2 и установленные между кольцевыми выступами корпуса и вала поджатые упругим кольцом 9 антифрикционное 7 и металлическое 8 уплотнительные кольца. Центрирование колец осуществляется по наружному диаметру, при этом металлическое уплотнительное кольцо 8 выполнено с уменьшающимся в сторону антифрикционного уплотнительного кольца 7 диаметром. Такое выполнение позволяет использовать уплотнение при высоких температурах и скоростях вала за счет возможности самоустановки уплотнительных колец. 11 ил.
Изобретение относится и уплотнительной технике, а именно к торцовым уплотнениям, и может быть использовано для уплотнения вращающихся валов перемешивающих устройств автоклавов и реакторов. Цель изобретения расширение экплуатационных возможностей и повышение надежности уплотнения. На фиг.1-6 представлено торцовое уплотнение, различные варианты исполнения; на фиг. 7 8 металлическое уплотнительное кольцо, варианты выполнения; на фиг. 9 сечение А-А на фиг. 7; на фиг. 10 сечение Б-Б на фиг. 8; на фиг. 11 -многоступенчатое торцовое уплотнение. Торцовое уплотнение вращающегося вала 1 в аппаратах, работающих под давлением, содержит ступенчатый корпус 2, кольцевой выступ которого имеет чистообработанную торцовую поверхность 3. В корпусе 2 на валу 1 расположен установленный на подшипниках 4 полый вал 5, имеющий чистообработанную торцовую поверхность 6. Между торцовыми поверхностями 3 и 6 корпуса и вала 5 установлены без закрепления (в диаметральном направлении) и с зазором относительно вала 1 антифрикционное уплотнительное кольцо 7, установленное без зазора (по ходовой посадке) относительно внутренней поверхности корпуса 2, в контакте с торцовой поверхностью 6 вала, примыкающее к антифрикционному кольцу металлическое уплотнительное кольцо 8 и расположенное между металлическим уплотнительным кольцом 8 и торцовой поверхностью 3 корпуса 2 упругое кольцо 9. Металлическое уплотнительное кольцо 8 выполнено с уменьшающимся по длине диаметром, при этом наружный диаметр торца, обращенного к антифрикционному уплотнительном кольцу 7, меньше наружного диаметра другого торца, прилегающего к упругому кольцу 9. Это позволяет создать переменной величины зазор между наружной поверхностью металлического уплотнительного кольца 8 и стенкой корпуса 2 уплотнения необходимый для обеспечения самоустановки металлического уплотнительного кольца 8 по торцу антифрикционного уплотнительного кольца 7 и совершения гирационного движения во время вращения вала. На одном или обоих торцах металлического уплотнительного кольца 8 может быть выполнен кольцевой выступ 10, входящий в отверстие смежного кольца. Наличие выступа 10 обеспечивает хорошее центрирование металлического уплотнительного кольца 8 в корпусе 2 уплотнения и относительно прилегающих колец 7 и 9. На наружной поверхности металлического уплотнительного кольца (фиг. 4 и 6) предусмотрен кольцевой паз 11 для сбора продуктов износа упругого кольца и предупреждения их попадания в подвижное сопряжение антифрикционного уплотнительного кольца и корпуса 2 уплотнения. Кроме того, кольцевой паз отсекает поток тепла, распространяющийся от нагреваемого при работе антифрикционного уплотнительного кольца, в сторону упругого кольца 9. Для улучшения отвода тепла при высоких скоростях вращение вала на внутренней поверхности уплотнительного кольца 8 могут быть выполнены ребра 12, расположенные вдоль образующей (фиг. 7 и 9) или под углом к образующей (фиг. 8 и. 10). Упругое кольцо 9 выполнено с цилиндрической наружной и конической внутренней поверхностями. Цилиндрической поверхностью упругое кольцо 9 плотно прилегает к стенке корпуса 2 уплотнения, большим торцом примыкает к металлическому уплотнительному кольцу 8, а торцом с меньшей площадью к торцовой поверхности корпуса 2 уплотнения. Упругое кольцо 9 под действием давления рабочей среды поджимается к стенке корпуса, передавая давление в осевом направлении, поджимает антифрикционное уплотнительное кольцо к герметизируемой поверхности торца вала 5. Для подачи запирающей жидкости под давлением в уплотнение в стенке корпуса 2 предусмотрен канал 13. Полый вал 5 уплотнен относительно вала 1 круглым резиновым кольцом 14. На фиг. 11 показано трехступенчатое торцовое уплотнение вращающегося вала, в котором уплотнение полого вала (третья ступень уплотнения) выполнено согласно изобретению. Уплотнение работает следующим образом. При сборке торцового уплотнения комплект герметизирующих элементов размещают в корпусе уплотнения на его торцовой поверхности без закрепления. Вводят в корпус 2 уплотнения вал 1 с установленным на нем полым валом 5 с подшипниками, при этом торцовая поверхность 6 полого вала 5 плотно прижимается к торцу антифрикционного уплотнительного кольца, сжимая упругое кольцо 9, обеспечивающее плотное прилегание элементов друг к другу и к герметизируемым торцовым поверхностям. Центрирование колец не на валу, а в корпусе уплотнения и с зазором относительно вала 1 позволяет использовать торцовое уплотнение при высоких скоростях вращения вала и высоких температурах рабочей среды в аппарате, создавать многоступенчатые уплотнения для более высоких давлений при тех же размерах корпуса и вала. 2 4 6 8
Формула изобретения
1. Торцовое уплотнение вращающегося вала, содержащее корпус и установленные между кольцевыми выступами вала и корпуса и взаимодействующие между собой торцовыми поверхностями упругое кольцо, антифрикционное и металлическое уплотнительные кольца, отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей и повышения надежности, металлическое уплотнительное кольцо выполнено с уменьшающимся по высоте диаметром и большим торцом взаимодействует с упругим кольцом, а меньшим с антифрикционным кольцом, при этом уплотнительные и упругое кольца установлены без зазора относительно внутренней цилиндрической поверхности корпуса, причем антифрикционное уплотнительное кольцо контактирует с торцовой поверхностью кольцевого выступа корпуса, а упругое кольцо с торцовой поверхностью кольцевого выступа корпуса. 2. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что упругое кольцо выполнено с конической внутренней поверхностью и большим торцом взаимодействует с металлическим уплотнительным кольцом. 3. Уплотнение по пп.1 и 2, отличающееся тем, что металлическое уплотнительное кольцо выполнено с кольцевыми выступами, расположенными на торцах и входящими в выполненные в смежных кольцах отверстия. 4. Уплотнение по пп. 1-3, отличающееся тем, что на наружной цилиндрической поверхности металлического уплотнительного кольца выполнен кольцевой паз. 5. Уплотнение по пп.1-4, отличающееся тем, что, с целью улучшения теплоотвода, металлическое уплотнительное кольцо снабжено ребрами, расположенными на внутренней цилиндрической поверхности.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 14-2002
Извещение опубликовано: 20.05.2002
