Торцовое уплотнение вращающегося вала в аппаратах, работающих под давлением

 

ОП САЙИЕ

Союз Советскнк

Социалистических

Республик

«ii702205

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51)М. Кл.2

F 16 J l5/34 (22) Заявлено 09;10.78 (21) 2559101/25-08 с присоединением заявки Мо

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) ПРиоритет 14 07.71 (53) УДК 62-762 (088. 8) Опубликовано 05;1279. Бюллетень М 45

Дата опубликования описани4 05.1279 (72) Автор изобретения

В. П. Черных (71) Заявитель (54) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВРЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА .

В АППАРАТАХ, РАВОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к области уплотнительной техники и может быть использовано в химических аппаратах,. работающих под давлением.

Известно торцовое уплотнение вала центробежного насоса, включающее по два комплекта рабочих элементов, установленных в сообщающихся друг с другом камерах для запирающей и . одновременно охлаждающей и смазывающей жидкости, размещенных по обе стороны рабочего колеса насоса. Охлаждающая жидкость, пройдя через одну пару комплектов, подается через канал, предусмотренный в валу, на дру- 15 гую сторону рабочего колеса насОса ко второй паре комплектов рабочих элементов (1).

Это уплотнение не обеспечивает надежной герметизации нала при ра- 20 боте с высокотемпературными средами под высоким давлением.

Цель изобретения †. создать торцовое уплотнение вращающегося нала в аппаратах, работающих под давлением и при высоких температурах, которое обеспечит надежную герметизацию вала в течение длительного времени.

Это достигается тем, что на валу между смежными камерами, и которых ЗО

2 размещены комплекты рабочих элементов установлено разделительное кольцо, внутри вала выполнены сообщающиеся центральный и кольцевой каналы, соединенные радиальными отверстиями соответственно с разными камерами,при этом внутренняя полость предыдущего комплекта сообщена посредством данных каналов с внешней стороной последующего комплекта, образуя петлеобразную систему циркуляции охлаждающей

:жидкости через вал и комплекты рабочих элементов. Камера первого ком:плекта отделена от рабочего пространства аппарата антифрикционным углеграфитоным кольцом.

На чертеже схематически изображено торцовое уплотнение вала в продольном разрезе. . Уплотнение содержит комплекты 1 н 2 рабочих элементов, состоящие каждый из антифрикционного кольца 3, металлического кольца 4 скольжения и упругого кольца 5 конической формы. Металлическое кольцо 4 комплекта

1 имеет на внутренней поверхности кольцевую канавку 6, открытую в сто рону вала 7. Вал 7, на котором установлены комплекты 1 и 2 рабочих эле,ментов, выполнен ступенчатнм и ðàñ702205 положен в корпусе 8, который тоже имеет ступенчатую форму. Каждый комплект рабочих элементов расположен в камере между торцовой поверхностью ступени вала и торцовой поверхностью ступени корпуса (комплект 1 заключен в камеру 9, а комплект 2 — в камеру

10) . Камерй 9 и 10 разделены кольцом

11, которое представляет собой цилиндрическую втулку из антифрикционного материала, имеющую по наружному диаметру кольцевую канавку 12 для бандажа. Кольцо 11 установлено на валу 7 в кольцевой выточке по скользящей посадке и закреплено бандажом.

В корпусе 8 кольцо 11 установлено по скользящей посадке. Вал 7 имеет центральный канал 13 и концентричный центральному кольцевой канал 14, которые сообщены в нижней части вала. B валу 7 выполнены радиальные отверстия 15, сообь(ающие центральный канал 13 с камерой 10:комплекта 2 рараЧочих элементов, радиальные отверстия 16, сообщающие кольцевой канал 14 с камерой 10 комплекта 2 рабочих элементов, и радиальнке от- 25 верстия 17, сообщающие кольцевую канавку 6 металлического кольца 4 скольжения с кольцевым каналом 14. В

-корпусе 8 выполнены каналы 18 и 19 для подачи и отвода запирающей жид- 30 кости к внешней части комплекта 1 рабочих элементов, канал 20 для подачи охлаждающей жидкости (под давлением, меньшим давления запирающей жидкости к комплекту 1 и канал 21 для отвода 35 охлаждающей жидкости иэ камеры 10 комплекта 2. Камера 9 для запирающей жидкостй отделена от рабочегб прбстранства 22 аппарата антифрикционным кольцом 23 скольжения иэ углеграфита, 4О составляющим дополнительную ступень герметизации, кольцо 23 прилегает одним торцом к соответствующей ступени вала 7, а другим торцом — к ступени корпуса 8. Антифрикционное коль- цо 23 установлено на валу 7 по сколь- .45 зящей посадке. Верхний конец вала 7 подпружинен цилиндрической пружиной, что позволяет валу перемещаться в осевом направлении. Металлическое кольцо 4 комплекта 1 снабжено ребрами 24 по внешней поверхности.

Работает торцовое уплотнение следующим, образом.

При возникновении рабочего давления в аппарате вал 7 перемешаетСя 55 в сто1 эну поджатия" комплектов 1, 2 рабочих элементов, при этом величина: перемещения вала ограничена с помощью антифрикционного кольца 23. Рабочие элементы 3, 4, 5, установлен- 6О ные между соответственными торцовымй поверхностями вала 7 и корпуса 8 без закрепления, имеют воэможность самоустанавливаться по рабочим поверхностям и автоматически самоуплотняться. Охлаждение комплектов рабочих элементов уплотнения и конца вала 7, который находится под действием высокой температуры рабочей среды в аппарате, осуществляется следующим образом. Через канал 18 в камеру 9 подают запирающую охлажденную жидкость под давлением, равным или несколько меньше рабочего давления в аппарате, которая охлаждает комплект

1 рабочих элементов снаружи, циркуляции жидкости способствуют ребра 24 металлического кольца 4 скольжения.

Через канал 20 подают в камеру 10 ниже кольца 11 охлаждающую жидкость под давлением, меньшим давления запирающей жидкости, которая охлаждает антифрикционное кольцо скольжения, перетекает через радиальное отверстие

16 в кольцевой канал 14 вала 7, охлаждает комплект 1 изнутри и конец вала 7 и одновременно уносит с собой продукты износа рабочих элементов уплотнения. Затем охлаждающая жидкость выходит через центральный канал 13 вала 7 и радиальное отверстие

15 в камеру 10, охлаждая снаружи комплект 2 рабочих .элементов и выводится наружу через канал 21. В качестве охлаждающей жидкости в таком торцовом уплотнении можно испольэовать воду из водопроводной сети. Антифрикционное углеграфитовое кольцо 23, предназначенное для герметизации камеры

9, одновременно воспринимает осевое усилие вала и защищает комплект 1 от воздействия агрессивной среды, находящейся при высоких температурах.

Формула изобретения

1. Торцовое уплотнение вращающего. ся вала в аппаратах, работающих под давлением, включающее комплекты рабочйх элементов, установленных последовательно в камерах между торцовыми поверхностями кольцевых уступов вала и корпуса аппарата, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы и долговечности в условиях агрессивных сред и высоких температур, между камерой первого комплекта рабочих элементов и рабочим пространством аппарата размещено антифрикционное кольцо, между комплектами на валу установлено разделительное кольцо, в валу выполнены осевой и концентричный ему кольцевой каналы, сообщенные друг с другом на участке вала, расположенном в рабочем пространстве аппарата, а каждый ие иих сообщен с одной из камер, расположенных по обе стороны разделительного кольца.

2. Уплотнение по п.l, о т л ич а ю щ е е с я тем, что разделитель- ное кольцо установлено на валу с

702205

Составитель В йношко

Редактор И. голышева Техред О. андрейко Корректор. М ар х

Тираж 1139 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4 5

Филиал Патент, г. ужгород, ул. Проектная,4

Закas 7566/36 воэможностью вращения и осевого перемещения с валом.

3. Уплотнение по пп.1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что в валу выполнены радиальные отверстия в зоне расположения первого комплекта, сообщенные с кольцевым каналом.

4. Уплотнение по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что вал подпружн нен с возможностью перемещения в осе вом направлении.

Источники информации, 5,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ Р 1.921.795 кл. 47 f, 22/80, 1960 °