Плавающее торцевое уплотнение

 

Использование: в уплотнениях насосов. Сущность изобретения: плавающее торцевое уплотнение содержит контактные кольца пары трениа установленные в аксиально-подвижной втулке и упорном кольце гладкой рубашки вала. Втулка выполнена с удлиненной юбкой. Вал защищен защитной втулкой. Регулировочная гайка поджимает упругий элемент пары трения Резиновая манжета с воротником установлена между корпусом и юбкой Защитная втулка сопряжена с юбкой и гайкой. 7 за ф-лы. 1 ил

(19) RU (11) 2 (51) 5 F16 J15 34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5059801/29 (22) 03.06.92 (46) 30.10.93 Бюл. Na 39-40 (71). Индивидуальное семейное предприятие

"Эконда" (72) Касаткин АП. (73) Индивидуальное семейное предприятие Эконда" (54) ПЛАВАКИЦЕЕ ТОРЦДВОЕ УПЛОТНЕНИЕ (57) Ислользование: в уллотнениях насосов. Сущность изобретения: плавающее торцевое уплотнение содержит контактные кольца пары трения, установленные в аксиально-подвижной втулке и упорном кольце гладкой рубашки вала. 8тулка вылолнена с удлиненной юбкой Вал защищен защитной втулкой. Регулировочная гайка поджимает упругий элемент пары трения. Резиновая манжета с воротником установлена между корпусом и юбкок

Защитная втулка солряжена с юбкой и гайкой 7 зл. ф-лы, 1 ил.

2002150

Изобретение относится к области насосостроения, в частности к плавающим торцевым уплотнениям насосов, преимущественно используемых в нефтяной промышленности.

Известно торцевое уплотнение, содержащее вращающуюся и аксиально-подвижную обоймы, в которые по свободной посадке установлены кольца пары трения с, плотным прилеганием их тыльных опорных поверхностей к ответным сопрягаемым торцевым поверхностям обойм.

Недостатком устройства является отсутствие надежности иэ-за значительных деформаций поворота сечений колец, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является торцовое уплотнение вращающегося вала, содержащее корпус, уплотняющие контактные кольца, одно из которых установлено в закрепленной на валу обойме, а другое — в аксиально-подвижной обойме, и упругий элемент, выполненный в виде ряда пружин, установленных на направляющих штифтах по окружности крышки корпуса для поджатия контактных колец.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции за счет того, что для обеспечения усилия поджатия контактных колец применяется набор отдельных пружин. При использовании пружин жесткости не обеспечивается равномерность поджатия контактных колец, что способствует понижению их долговечности за счет местного износа, При применении известного устройства для разделения химически-агрессивных, запыленных сред сказывается существенный недостаток в открытой установке пружин в корпусе устройства, что приводит к их коррозии и выходу из строя. Даже непродолжительное контактирование пружин с агрессивными средами снижает их механические параметры и долговечность. Также существенный недостаток известного устройства заключается в малом ходе, что приводит к износу гидропяты насоса и выходу устройства иэ строя, а также в отсутствии возможности регулирования и восстановления осевого усилия в процессе эксплуатации при износе контактных колец и изменения жесткости пружин.

Целью изобретения является создание плавающего торцевого уплотнения, способного работать при любых положениях ротора насоса и независящего от износа гидропяты.

Поставленная цель достигается тем, что плавающее торцевое уплотнение, содержащее невращающееся контактное кольцо па5

45 ры трения, закрепленное в гнездо аксиально-подвижной втулки, установленной в корпусе торцевого уплотнения, закрепленном в корпусе насоса, вращающееся контактное кольцо пары трения, закрепленное на валу, упругий прижимающий элемент, поджимающий пару трения со стороны аксиальноподвижной втулки, уплотнительные элементы и крышку, снабжено регулировочной гайкой, установленной по резьбе в корпусе торцевого уплотнения и упирающейся торцевой поверхностью в упругий прижимающий элемент, выполненный в виде центральной пружины с большим ходом, а аксиально-подвижная втулка выполнена с удлиненной юбкой, причем концентрично валу для защиты от агрессивной среды установлена защитная втулка, с которой сопряжены аксиально-подвижная втулка и регулировочная гайка, уплотненные относительно последней уплотнительными элементами, при этом между корпусом торцевого уплотнения и передней частью удлиненной юбки аксиально-подвижной втулки установлена резиновая манжета с воротником, посаженная свободно на наружной поверхности последней и направленной воротником в сторону пары трения.

В месте сопряжения с защитной втулкой на задней части удлиненной юбки выполнен выступ с кольцевой канавкой для размещения уплотнительного элемента и на внутренней поверхности регулировочной гайки также выполнена кольцевая канавка для размещения уплотнительного элемента, На валу установлена гладкая рубашка с упорным кольцом, в котором зафиксировано вращающееся контактное кольцо пары трения. Со стороны уплотняемой полости перед парой трения установлена рубашка .щелевого уплотнения с импеллером прямоугольной резьбы правой нарезки, Манжета с воротником установлена в выполненной на внутренней поверхности корпуса торцевого уплотнения кольцевой канавке. За манжетой с воротником установлены дополнительные кольцевые уплотнительные элементы. Гладкая рубашка выполнена разрезнои, Корпусом торцевого уплотнения, регулировочной гайкой, защитной втулкой, аксиально-подвижной втулкой образована замкнутая полость для циркуляции охлаждающей среды.

На чертеже изображено плавающее торцевое уплотнение в разрезе, Плавающее торцевое уплотнение содержит корпус 1 торцевого уплотнения, внутренняя поверхность которого выполнена ступенчатой, На ступени большого диаметра корпуса 1 выполнена резьба, В

2002150 корпусе 1 установлена аксиально-подвижная втулка 2 с удлиненной юбкой. Гладкая рубашка 3 вала выполнена с упорным кольцом на одном из торцов. Невращающееся контактное кольцо 4 пары трения установлено в гнезде аксиально-подвижной втулки

2, а вращающееся контактное кольцо 5 пары трения установлено в упорном кольце гладкой рубашки 3. Контактные кольца 4, 5 выполнены из высокотвердого антифрикционного материла, например, силицированного графита. Упругий прижимающий элемент выполнен в виде поджимной центральной пружины 6 с большим ходом, поджимающей пару трения и расположенной со стороны аксиально-подвижной втулки 2, В корпусе 1 по резьбе установлена регулировочная гайка 7, в торце которой упирается поджимная центральная пружина 6. Гладкая рубашка 3 вала с одной стороны ограничена втулкой вала 8, а с другой зафиксирована поджимной гайкой 9 вала.

Корпус 1 торцевого уплотнения поджат крышкой 10 к корпуса насоса 11 крепежными средствами (на чертеже не показаны).

На задней части удлиненной юбки аксиально-подвижной втулки 2 на ее внутренней поверхности выполнен выступ 12, опирающийся на защитную втулку 13, Защитная втулка 13 расположена концентрично валу для защиты от агрессивной среды. С другого конца защитная втулка 13 сопряжена с выступом регулировочной гайки 7. Аксиальноподвижная втулка 2 и регулировочная гайка

7 уплотнены относительно защитной втулки

13 уплотнительными элементами 14, 15, расположенными в кольцевых канавках втулки 2 и гайки 7. Между упорным кольцом гладкой рубашки 3 и втулкой вала 8 расположен уплотнительный элемент вала 16.

В корпусе насоса 11 установлена втулка

17, охватывающая втулку вала 8 и образующая с ней щелевое уплотнение, расположенное со стороны уплотняемой полости перед парой трения. Втулка 17 уплотнена уплотнительным кольцом 18 относительно корпуса насоса 11. На наружной поверхности регулировочной гайки 7 выполнен паз

19 под монтажный инструмент, На аксиально-подвижной втулке 2 выполнен упор 20, а в корпусе установлен штифт 21 для фиксации втулки 2 от поворота.

Между корпусом I торцевого уплотнения и передней частью удлиненной юбки аксиально-подвижной втулки 2 установлена

Манжета 22 с воротником, преимущественно резиновая. Манжета 22 посажена свободно по наружной поверхности .удлиненной юбки в кольцевой канавке корпуса 1 и направлена воротником в сторону

55 пары трения. Контактные кольца 4,5 уплотнены относительно посадочных поверхностей вторичными уплотнениями 23, 24.

Втулка вала представляет собой рубашку щелевого уплотнения с импеллером прямоугольной резьбы шагом 10 мм правой нарезки, работающей по местному циклу циркуляции. За манжетой 22 в корпусе 1 установлены дополнительные кольцевые уплотнительные элементы 25, 26.

Корпусом торцевого уплотнения, регулировочной гайкой, защитной втулкой, аксиально-подвижной втулкой образована замкнутая полость для циркуляции охлаждающей жидкости, Работает торцовое уплотнение следующим образом, На валу собирают торцевое уплотнение и закрепляют его корпус 1 в корпусе насоса

11. Контактные кольца 4, 5 пары трения постоянно поджимаются центральной пружиной 6, находящейся в предварительно поджатом состоянии регулировочной гайкой 7. Поскольку аксиально-подвижная втулка 2 выполнена с удлиненной юбкой, то это позволяет ей свободно перемещаться и обеспечивать постоянный надежный контакт трущейся пары трения не зависимо от величины износа дисков системы гидроразгрузки и осевого разбега ротора, При вибрации вала стык пары трения остается в замкнутом состоянии, так как большое сечение пружины 6 — 8 мм обеспечивает большой ход перемещения аксиально подвижной втулки 2 и отслеживание вибраций вала, т.е. устройство гарантирует надежность уплотнения встыке. При этом во время работы торцевого уплотнения его рабочие органы полностью защищены от контакта с агрессивной средой. Передняя рабочая часть аксиально-подвижной втулки — манжетой с воротником и с ней вступает в контакт защищенная поверхность, а задняя часть аксиально-подвижной втулки, резьбовое соединение и центральная пружина защищены защитной втулкой. Охлаждение контактных пар тренияимпеллерное с местным циклом циркуляции, позволяет сократить внутреннее циркуляционные утечки до 4 м /ч с l0,8 м /ч (при сальниковом уплотнении), что повышает КПД насоса на 2,4 g. Дополнительные кольца, установленные на аксиально-подвижной втулке, обеспечивают дополнительную центрацию втулки относительно вала, (56) Голубее А,И. Торцовые уплотнения вращающихся валов. М.: Машиностроение, 1974, с. 91;

Майер Э, Торцевые уплотнения. M,: Машиностроение, 1978, с. 237-238.

2002150

Формула изобретения

1. ПЛАВАЮЩЕЕ ТОРЦЕВОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее невращающееся контактное кольцо пары трения, закрепленное в гнезде аксиально-подвижной втулки, установленной в корпусе торцевого уплотнения, закрепленном в корпусе насоса, вращающееся контактное кольцо пары трения, закрепленное на валу, упругий прижимающий элемент, поджимающий пару трения со стороны аксиально-подвижной втулки, уплотнительные элементы и крышку, отличающееся тем, что оно снабжено регулировочной гайкой, установленной по резьбе в корпусе торцевого уплотнения и упирающейся торцевой поверхностью в упругий прижимающий элемент, выполненный в виде центральной пружины с большим ходом, а аксиальноподвижная втулка выполнена с удлиненной юбкой, причем концентрично валу для защиты от агрессивной среды установлена защитная втулка, с которой сопряжены аксиально-подвижная втулка и регулировочная гайка, уплотненные относительно защитной втулки уплотнительными элементами, при этом между корпусом торцевого уплотнения и передней частью удлиненной юбки аксиально-подвижной втулки установлена резиновая манжета с воротником, насаженная свободно по наружной поверхности последней и направленной воротником в сторону пары трения, 2. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что в месте сопряжения с защитной втулкой на задней части удлиненной юбки выполнен выступ с кольцевой канавкой для размещения уплотнительного элемента и на внутренней поверхности регулировочной гайки также выполнена кольцевая

5 канавка для размещения уплотнительного элемента.

3. Уплотнение по пп.1 и 2, отличающееся тем, что на валу установлена гладкая рубашка с упорным кольцом, в котором

10 зафиксировано вращающееся контактное кольцо пары трения, 4. Уплотнение по пп,1 - 3, отличающееся тем, что со стороны уплотняемой полости перед парой трения установлена рубашка щелевого уплотнения с импеллером прямоугольной резьбы правой нарезки, 5. Уплотнение по пп,1 и 3, отличающее2р ся тем, что манжета с воротником установлена с выполненной на внутренней поверхности корпуса торцевого уплотнения кольцевой канавке.

6. Уплотнение по п,5, отличающееся

25 тем, что за манжетой с воротником установлены дополнительные кольцевые уплотнительные элементы.

7. Уплотнение по п.3, отличающееся тем, что гладкая рубашка с упорным кольцом выполнена разрезной.

8, Уплотнение по пп.1 - 7, отличающееся тем, что корпусом торцевого уплотнения, регулировочной гайкой, защитной

35 втулкой, аксиально-подвижной втулкой образована замкнутая полость для циркуляции охлаждающей среды, 2002150

Составитель А.КасаткинТехред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н,Король

Редактор А,Бер

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3166

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