Уплотнительный элемент торцевого уплотнения

 

Использование: для герметизации деталей машины. Сущность изобретения: уплотнительное кольцо трения состоит из опорного кольца и вкладыша из антифрикционного материала и средства крепления и герметизации вкладыша в опорном кольце . Вкладыш размещен с радиальным зазором в выполненной а опорном кольце глухой кольцевой проточки. На цилиндрической поверхности проточки опорного кольца выполнены напротив друг друга кольцевые канавки . В опорном кольце со стороны днища проточки и во вкладыше выполнены напротив друг друга глухие осевые каналы. Свободные объемы канавок, каналов и зазоров заполнены средством крепления и герметизации , выполненном из материала с т-рой плавления ниже т-ры плавления опорного кольца и вкладыша и выше т-ры эксплуатации уплотнения.1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.4 ь ) Г) О (О

L %p

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4892683/29 (22) 21.12.90 (46) 07.12.92, Бюл. М 45 (71) Конструкторское бюро энергетического машиностроения (72) Г.А. Голубев, Г.И. Конаков и Е,В. МаркиН8 (56) Голубев Г.А. и др. Контактные уплотнения вращающихся валов. M.: Машиностроение, 1976, с,197. (54) ТОРЦЕВОЕ УПЛОТНЕНИЕ

{57) Использование: для герметизации деталей машины. Сущность изобретения: уплотнительное кольцо трения состоит из опорного кольца и вкладыша из антифрикИзобретение относится к машиностроению, а именно к технике герметизации деталей машин, в частности к торцевым уплотнениям валов.

Известны уплотнительные кольца, в Которых герметизация одного кольца относительно другого (например, относительно расточек в корпусе) осуществляется посредством уплотнительных колец круглого сечения, манжет, прессовой посадки или завальцовки, а передача крутящего момента — посредством специальных поводков (см.Уплотнения и уплотнительная техника.

Справочник, М.: Машиностроение, 1986, рис.9,9, 9.18, 9.102 и др„а также Голубев

Г.А. и др. Контактные уплотнения вращающихся валов. M.: Машиностроение, 1976, с.197, рис.110).

Недостатком перечисленных устройств является их сложность и невысокая эксплуатационная надежность.

„„Я2„„1779860 А1 (я)5 F 16 J 15/34 ционного материала и средства крепления и герметизации вкладыша в опорном кольце. Вкладыш размещен с радиальным зазором в выполненной в опорном кольце глухой кольцевой проточки. На цилиндрической поверхности проточки опорного кольца выполнены напротив друг друга кольцевые канавки. В опорном кольце со стороны днища проточки и во вкладыше выполнены напротив друг друга глухие осевые каналы. Свободные обьемы канавок, каналов и зазоров заполнены средством крепления и герметизации, выполненном из материала с т-рой плавления ниже т-ры плавления опорного кольца и вкладыша и выше т-ры эксплуатации уплотнения. 1 ил.

Известно торцевое уплотнение (авт.св.

СССР N - 1204849, кл. F 16 J 15/34, 1984), включающее уплотнительные кольца трения, состоящие из антифрикционного вкладыша и опорного кольца, на контактной поверхности одного из которых выполнены концентрично расположенные кольцевые проточки, заполненные упругим уплотнителем. Проточки соединены между собой и с внутренней поверхностью опорного кольца или вкладыша радиальными каналами, в качестве уплотнителя использован термопластичный материал, а проточки заполнены уплотнителем под давлением. Указанное устройство имеет недостаток, заключающийся в невысокой надежности крепления вкладыша в опорном кольце при наличии осевых и тангенциальных сил, имеющих место при эксплуатации, и невысокой эффективности герметизации вкладыша е опорном кольце при наличии избыточного давления среды с внешней cTopoIIU вкладыша.

Цель изобретения — устранение указанных недостатков, повышение надежности крепления вкладь1ша и эффективности его герметизации в опорном кольце.

Сущность изобретения заключается в обеспечении надежной герметизации вкладыша в опорном кольце по цилиндрическим поверхностям и в искл1очении взаимного перемещения вкладыша в опорном кольце при наличии крутящего момента и осевой

СИЛЫ ПУТЕМ Эа ПОЛНЕНИЯ tðÏÎÖMÎËÜHÜ>Õ ПОЛО стей между ними твердеющим после сборки веществом.

Поставленная цель достигается тем, что в торцевом уплотнении, включающем упЛОТНИТЕЛЬНОЕ КОЛЬЦО ТОЕНИЯ, СОСТОЯЩЕЕ Из

Опорного кольца и вкладь! Lllg, выполненнОго из антифрикционного материала, а также средство крепления и герметизации вкладыша в опорном кольце, вкладыш размещен с радиальным зазором в глухой кольцевой проточке опорного кольца, в опорном кольце внутри проточки и на цилиндрических поверхностях вкладыша выполнены напротив друг друга канавки (одна или несколько). В опорном кольце со стороны днища Ap0TO÷åê и Во вкладыше выполнены напротив друг друга глухие осевые каналы (один илй несколько). Свободные обьемь1 каналов канавок и зазоров заполнены средством крепления и герметизации из материала с температурой плавления ниже температуры плавления опорного кольца и вкладыша и выше температуры эксг1луатации торцевого уплотнения.

Новизна предложенного решения состоит в наличии в опорном кольце глухой кольцеьой проточки и кольцевых канавок в теле Опорного кольца со стороны проточки и на цилиндрических поверхностях вкладыша. сообщенных между собой посредством радиального зазора между ними и расположенных напротив друг друга, а также в наличии глухих осевых каналов в опорном кольце и вкладыше, расположенных напротив друг друга, и в размещении во всех свободных полостях средства крепления и герметизации в твердом состоянии (после сборки).

На чертеже изобоажено уплотнительное кольцо трения торцевого уплотнения после сборки, продольный разрез. Оно мо>кет быть как вращающимся, так и невращающимся элементом пары трения торцевого уплотнения и состоит из опорного кольца 1 и вкладыша 2, выполненного из антифрикционного материала или имеющего на ПОверхности трения cp1 .äñòþo Гни>кения трения и износа (в виде покрытия, антифрикционных вставок, выступов и впадин и пр.), В опорном кольце 1 выполнена глухая кольцевая проточка 3 с днищем 4 и стенками

5 (не показана) и 6. Вкладыш 2 вставлен в проточку 3 до упора в днище 4. В опорном кольце 1 и вкладыше 2 выполнены одна или несколько кольцевых канавок, соответственно 7 и 8 так, что они расположены напротив друг друга, В кольце 1 со стороны днища 4 и во вкладыше 2 выполнены глухие осевые каналы соответственно 9 и 10, один или несколько, Сборка осуществляется так, что каналы

9 и 10 располагаются напротив друг друга.

Вкладыш 2 размещен в проточке с радиальным зазором 11 (или, кроме того, с зазором

12) относительно поверхности проточки 3.

Все свободные объемы между опорным кольцом 1 и вкладышем 2, а именно канавки

7 и 8, глухие каналы 9 и 10 и радиальные зазоры 11 и 12 заполнены средством 13 крепления и герметизации. Особенностью средства 13 является то, что его температура плавления ниже температуры плавления опорного кольца 1 и вкладыша 2, но выше температуры эксплуатации торцевого уплотнения, В качестве средства 13 могут быть использованы известные материалы, удовлетворяющие указанному требованию по соотношению значений температуры. Так, при температуре эксплуатации до 100 С и при опорном кольце 1 из стали, а вкладыше — из керамики в качестве средства 13 можно использовать термопластичные полимеры, например полиэтилен НД, легкоплавкие металлы, например, олово и др., а также анаэробные композиции, адгезивы на основе твердеющих смол и т,д.

Сборка опорного кольца 1 с.вкладышем

2 трудности не представляет. В проточке 1 размещают средство 13 и вкладыш 2, нагревают до температуры плавления средства

13, размещают вкладыш в проточке 1 до упора в ее днище 4 так, чтобы осевые каналы

9 и 10 и канавки 7 и 8 оказались соответственно напротив друг друга, при этом средство 13 размещается во всех обьемах каналов 9,10, канавок 7 и 8 и радиальных зазоров 11 и 12. После охлаждения до температуры эксплуатации средство 13 становится твердым и надежно скрепляет и герметизирует детали.

Уплотнение работает следующим образом, В процессе эксплуатации имеет место трение в торцевом уплотнении и возникают осевые нагрузки, например, вибрационные воспринимаемые вкладышем 2. Эти нагрузки стремятся переместить вкладыш 2 в

17798бО опорном кольце 1: крутящий момент (момент трения, приложенный к вкладышу 2) стремится повернуть вкладыш 2 в кольце 1, а осевые нагрузки — сдвинуть их в осевом направлении, В предложенной конструкции указанные нагрузки передаются от вкладыша 2 к кольцу 1 через средство 13 крепления и герметизации, При этом участки средства

13 в зазорах 11 и 12 между канавками 7 и 8 и в самих канавках воспринимают осевые нагрузки и работают на срез, а стержни из затвердевшего средства 13 в расположенных напротив друг друга глухих каналах 9 и

10 воспринимают крутящий момент и также материал работает на срез. Прочность и размеры средства 13 после затвердевания, естественно, должны быть достаточными для надежной работы при эксплуатационных условиях. Герметизация вкладыша 2 в опорном кольце 1 обеспечивается как адгезионными свойствами средства 13, так и конфигурацией места соединения вкладыша 2 в проточке 3 кольца 1, которое представляет собой своеобразный лабиринт с высоким гидравлическим сопротивлением, Таким образом, совокупность указанных признаков является новой, ранее в технических решениях не встречалась и позволяет получить реальный технический эффект, заключающийся в высокой надежности крепления и эффективности герметизации вкладыша 2 в опорном кольце 1 и повышении работоспособности в целом всего торцевого уплотнения.

Изготовление устройства технических и

5 технологических сложностей не представляет и может быть осуществлено в условиях любой ремонтной мастерской.

Формула изобретения

Уплотнительный элемент торцевого уп10 лотнения, включающий уплотнительное кольцо трения, состоящее из опорного кольца и вкладыша из антифрикционного материала и средства крепления и герметизации . вкладыша в опорном кольце. о т л и ч а ю-15 шийся тем, что, с целью повышения надежности крепления вкладыша и эффективности его герметизации в опорном кольце, вкладыш размещен с радиальным зазором в выполненной s опорном кольце

20 глухой кольцевой проточке, а на цилиндрической поверхности проточки опорного кольца вкладыша выполнены одна напротив другой кольцевые канавки, причем в опорном кольце со стороны днища проточки и во

25 вкладыше выполнены напротив друг друга глухие осевые каналы, а свободные обьемы канавок, каналов и зазоров заполнены средством крепления и герметизации, выполненным из материала с температурой

30 плавления ниже температуры плавления опорного кольца и вкладыша.и выше температуры эксплуатации уплотнения.

1779860

Составитель Г. Голубев

Техред М.Моргентал Корректор М, Ткач

Редактор С, Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4425 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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