Патент ссср 413322

 

4I3 322

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетских

Социалистичесюа

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 05.V.1969 (№ 1328337/25-8) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано ЗОЛ.1974. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 24.Ч.1974

М. Кл. F 16j 15/40

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам иаооретений

- и открытий

УДК 62-762.89(088.8) Авторы изобретения

И. А. Купчинский, А. Т. Николаенко, 1О. К. Калугин, В. В. Иванов, А. П. Натаров и Б. К. Шерстюк

Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт организации и механизации шахтного строительства

ПЛАВКОЕ ГИДРОУПЛОТНЕНИЕ С ФРИКЦИОННЫМ НАГРЕВОМ

Изобретение предназначается для вертикальных и наклонных валов погружных машин с выходом вала вверх из гидрозащитной камеры, например электродвигателей скважинных электронасосов и других объектов, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства.

Известны фрикционные плавкие гидроуплотнения, в которых поверхности трения с натягом прилегают одна к другой и создают повышенный момент сопротивления при включении машины, а в рабочем режиме тепловыделение оказывается недостаточным для поддержания сплава в расплавленном состоянии.

Целью изобретения является снижение пускового момента сопротивления и увеличение надежности уплотнения.

Это достигается тем, что стационарный фрикционный цилиндр установлен между неподвижными поверхностями чаши и теплоизолятора с гарантированными зазорами, заполненными маслом.

На чертеже представлено предлагаемое гидроуплотнение, продольный и поперечный разрезы.

Гидроуплотнение, осуществляющее герметизацию по валу 1, состоит из гидрозащитной камеры 2, неподвижной чаши, образуемой корпусом 3 и втулкой 4, связанного с валом 1 разделителя 5, легкоплавкого сплава 6, заполняющего зазоры между чашей и разделителем 5, стационарного фрикционного цилиндра

7, поводковой шайбы 8, шпонки 9, теплоизолятора 10, стопора 11, разрезного пускового

5 фрикционного цилиндра 12, поводковой шайбы 13, шпонки 14, пускового у.плотнения, выполненного в виде резинового кольца 15, обоймы 16 и гибкой оболочки в виде резинового шланга 17.

10 Стационарный фрикционный цилиндр 7 выполнен неразрывным и не имеет натяга в сопряжении с чашей, обхватывая ее наружную поверхность, т. е. корпус 3. Наружной цилиндрической поверхностью фрикционный цилиндр

1s 7 сопрягается с теплоизолятором 10. Теплоизолятор имеет относительно корпуса гидрозащитиой камеры 2 плавающую в радиальном направлении установку, что достигается обеспечением зазора между корпусом и теплоизо20 лятором и угловой связью между ними посредством стопора 11, который свободно входя своим концом в отверстие в теплоизоляторе

10, не препятствует его радиальным перемещениям.

25 Стационарный фрикционный цилиндр 7 на нижнем торце имеет паз, в который входит выступ поводковой шайбы 8.

Разрезной пусковой фрикционный цилиндр

12 связан с валом посредством паводковой

30 шайбы 13 и шпонки 14. Пусковое уплотнение

413322

45 в виде резинового кольца 15 уплотняет сопряжение между валом и разделителем 5.

Пусковое уплотнение имеет относительно вала плавающую в радиальном направлении установку, что осуществляется размещением кольца 15 в обойме 16, связанной с валом эластичной в радиальном направлении связью, например резиновым шлангом 17.

Гидрозащитная камера 2 заполняется так, что фрикционные элементы устройства работают в масляной ванне.

Герметизация у выхода вала из корпуса 2 осуществляется сплавом 6 в чаше и пусковым уплотнением — кольцом 15, которое работает как уплотнение подвижного сопряжения только в период пуска (расплавления сплава), а во все остальное время работает как уплотнение неподвижного сопряжения. В начале вращения вала 1, когда сплав 6 находится в твердом состоянии, разделитель 5, спаянный через сплав 6 с чашей, остается неподвижным.

Обойма 16, связанная с валом, вращается, и кольцо 15 функционирует как уплотнение подвижного сопряжения обойма — разделитель.

С началом вращения вала приходят в движение фрикционные цилиндры (пусковой 12 и стационарный 7), и по поверхностям трения цилиндр 12 — разделитель 5 и корпус 3 — цилиндр 7 — теплоизолятор 10 генерируется тепло. Это тепло расплавляет сплав 6, разделитель 5 освобождается и начинает вращаться, увлекаемый пусковым фрикционным цилинд.ром 12; трение и генерация тепла по поверхности цилиндр 12 — разделитель 5 прекращается; движение обоймы 16 относительно разделителя 5 прекращается, и кольцо 15 уже функционирует как уплотнение неподвижного сопряжения, не претерпевая существенного износа.

В связи с тем, что стационарный фрикционный цилиндр 7 сопрягается с корпусом 3 чаши и с теплоизолятором 10 с гарантированным зазором, в момент включения вала 1 на вращение статический момент сопротивления со стороны стационарного фрикциопного цилиндра 7 практически равняется нулю, и запуск двигателя осуществляется при минимальном

30 моменте сопротивления со стороны плавкого гидроуплотнения. Момент сопротивления со стороны стационарного фрикционного цилиндра 7, определяемый жидкостным трением, достигает максимума к окончанию разгона двигателя, а затем падает по мере нагрева и уменьшения вязкости масла.

Тепловой поток от стационарного фрикционного цилиндра 7 значительно увеличен за счет расположения стационарного фрикционного цилиндра 7 с наружной стороны чаши, т. е. на большем ее диаметре.

Кроме того, стационарный фрикционный цилиндр 7 имеет две поверхности трения, вторая из которых сопрягается с теплоизолятором, за счет чего тепловой поток увеличивается примерно вдвое. Благодаря тому, что теплоизолятор 10 имеет плавающую связь с корпусом 2, а стационарный фрикционный цилиндр 7, в свою очередь, имеет плавающую связь с валом 1 (посредством зуба на поводковой шайбе

8), а работоспособности устройства не сказываются неточности сборки, овальности и биения сопрягаемых деталей: корпуса 3, фрикцио moro цилиндра 7 и теплоизолятора 10.

Благодаря плавающей установке пускового уплотнения в виде резинового кольца 15 в значительной мере устраняется влияние биений и несоосности уплотняемых поверхностей на износ кольца 15, и долговечность этого простого надежного и дешевого уплотнения существенно увеличивается.

Предмет изобретения

Плавкое гидроуплотнение с фрикционным нагревом для вертикальных и наклонных валов погружных машин, включающее стациопарный фрикционный цилиндр, кольцевую чашу, теплоизолятор и пусковое уплотнение, о тл и ч а ю щ е е с,я тем, что, с целью снижения пускового момента сопротивления и увеличения надежности уплотнения, стационарный фрикционный цилиндр установлен между неподвижными поверхностями чаши и теплоизолятора с гарантированными зазорами, заполненными маслом. .3322

А-А

Составитель А. Ополченцев

Редактор О. Юркова Техред Т. Курилко Корректор Т. Добровольская

Заказ 1215/10 Изд. № 1221 Тираж 887 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2