Торцовое уплотнение

 

Союз Советских

Социапистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 170479 (21) 2753132/25-08 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 230881 Бюллетень N> 31

Дата опубликования описания 23.0881 Я}М. Кл.з

F 16 J 15/34

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 62-762 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. H. Хорин, В. И. Парамонов, С. И. Иустафаев, Ю. Ф. Пономаренко, О. Е . Хаймзон, А. И „--Ррниарс.в„

Ю. П. Федько и Ю. Г. Бараш

1.

Государственный проектно-конструкторск и . и экспериментальный институт угольног машиностроения (71) Заявитель (54) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ

Изобретение относится к уплотни- тельной технике, в частности к устройствам для герметизации вращающихся валов и может использоваться при герметизации абразивных газовых сред, например узлов выходных валов горных машин.

Известно торцовое уплотнение, выполненное в виде образующих торцовую пару подвижных и неподвижных уплотнительных колец, охваченных прижимающнми их один к другому эластичными кольцами (11.

Недостатком такого уплотнения является сложность конструкции уплотни- 1 тельных колец, так как в одном материале необходимо обеспечить трудносочетаемые свойства износостойкость, коррозионную стойкость, заданные теп.— лофизические свойства и т. и.

Известно торцовое уплотнение, в котором для повышения надежности работы уплотнения наружные периферийные участки уплотнительных колец в тех местах, где они соприкасаются с эластичными кольцами, раздельно покрыты защитным покрытием, обладающим водоотталкивающими свойствами (2 ).

Недостатком такого уплотнения является невысокая надежность уплотне- З0 ния из-за старения эластичных колец, поглощающих тепло из зоны трения.

Известно также торцовОе уплотнение, в котором для исключения поглощения тепла эластичными кольцами на конусные внешние поверхности уплотнительных колец, контактирующие с эластичными кольцами, нанесено покрытие, обладающее теплоизоляционными свойствами (3 ).

Однако такое техническое решение не обеспечивает необходимой надежности уплотнения.

Известно торцовое уплотнение, фрикционный контакт уплотнительных колец которых образован эластичными кольцами, расположенными между коническими опорными поверхностями уплотнительных колец и корпуса, при этом на фрикционных поверхностях уплотнительных колец выполнено износостойкое покрытие 4).

Однако при герметизации абразивных газовых сред в условиях угольных шахт в горных машинах уплотнения подверга ются воздействию арессивной внешней среды, что ведет к абразивному износу уплотнительных колец от ударного воздействия пылевых частиц породы очень высокой твердости а также к коррозии

857605 от влажного воздуха, воды, вредных примесей; возникновение вибраций ведет к возможности кратковременных раскрытий стыков между эластичными и уплотнительными кольцами; наличие повышенного окисления при нагреве деталей в условиях длительной работы снижает долговечность уплотнительных и эластичных колец.

Кроме того, уплотнение обладает тем недостатком, что в условиях влажной газовой среды и вибраций происходит износ не только поверхности трения, то и эластичных колец. Это связано с тем, что для хорошей передачи крутящего момента уплотнительным кольцам необходимо большое сжатие эластичнык колец, которое недопустимо, так как в свою очередь, приводит к неоправданному повышению нагрузки на поверхность трения уплотнительных колей и, как следствие, повышенный из- 20 нос .ч низкая долговечность уплотнения.

При небольшом сжатии, определяемым требуемым уровнем герметичности и долговечностью уплотнения, вследствие вибраций и влажной абразивной среды, происходит проскальзывание эластичных колец по уплотнительным кольцам, что ведет к их обоюдному изнашиванию.

Цель изобретения — повышение надежности и долговечности уплотнения в условиях абразивной газовой среды.

Поставленная цель достигается тем, что покрытие выполнено по всей поверхности уплотнительных колец, взаимодействующих с абразивной газовой средой и по конусным поверхностям, взаимодействующих с эластичными кольцами, при этом покрытие выполнено из окиси металла.

На фиг. 1 изображен общий вид узла с торцовым уплотнением, осевой 40 разрез;на фиг.2 - торцовое уплотненйе.

Торцовое уплотнение состоит из уплотнительных колец 1 и 2, фрикционный контакт 3 которых образован эластичными кольцами 4 и 5: Эластичные кольца 4 и 5 расположены между коническими опорными поверхностями 6 и

7 уплотнительных колец 1 и 2 и корпуса 8. На уплотнительных кольцах 1 и

2 выполнено покрытие 9 из окиси металла по всей поверхности, взаимодействующей с абразивной газовой средой и эластичными кольцами 4 и 5, а именно на фрикционных поверхностях 10, наружных периферийных поверхностях 11 и конусных поверхностях 6. Крутящий момент от вала 12 через переходную втулку 13 и эластичное кольцо 5 передается на подвижное уплотнительное кольцо 1. Неподвижное уплотнительное кольцо 2 через другое эластичное коль-@) цо 4 связано с крышкой 14>,корпуса 8.

Давление на фрикционный контакт 3 создается за счет требуемого обжатия

„колец 4 и 5. Покрытие 9 из окиси металла позволяет обеспечить за счет Я определенной lropHcTQ|:THи шероховатости йадежную передачу крутящего момента за счет высокой сцепляемости (адгезии) эластичных колец 4 и 5 и покрытия 9 даже при небольшом их обжатии. Небольшое обжатие эластичных колец 4 и 5 приводит к низкому давлению йа фрикционный контакт 3, вследствии чего при высокой износостойкости покрытия 9 из окиси металла уплотнение обладает высокой долговечностью. Кроме того, покрытие из окиси металла позволяет предотвратить старение эластичных колец за счет низкого коэффициента .теплопроводности, а также вредное влияние ударного воздействия абразивной среды, за счет высокой твердости. При этом жесткость фрикционного контакта, образованного данным покрытием, выше встречающихся горных пород, что обеспечит высокую герметичность по отношению к абразивной среде.

Как показывают специальные исследования,наиболее оптимальным для горношахтного оборудования является применение в качестве покрытия окиси алюминия Абр 0 . При этом, для обеспечения наибольшей износостойкости диаметр гранул на фрикционных поверхностях должен быть равен 10-20 мкм,а для обеспечения наибольшей сцепляемости эластичных колец с уплотнительными кольцами, диаметр гранул на конусных поверхностях должен быть равен 30-40 мкм.

Использование предлагаемого торцового уплотнения позволяет с высокой надежностью и долговечностью герметизировать узлы машин, работающих в абразивной газовой среде, в особенности в шахтных условиях; формула изобретения

Торцовое уплотнение преимущественно для абразивных газовых сред, фрикционный контакт уплотнительных колец которых образован эластичными кольцами, расположенными между коническими опорными поверхностями уплотнительных колец и корпуса, при этом на фрикционных поверхностях уплотнительных колец выполнено износостойкое покрытие, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и долговечности, покрытие выполнено по всей поверхности уплотнительных колеп, взаимодействующих с абразивной газовой средой и по конусным поверхностям, взаимодействующих с эластичными кольrràìè, при этом покрытие выполнено из окиси металла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3073689, кл. 277-92, 1963.

2. Патент СССР Р 372842, кл. F 16 3 15/16, 1971.

3. Патент США 9 3547452, кл. 277-92, 1970.

4. Патент США Р 3086782, кл. 277-92, 1963.

857605,Тираж 1006 Подписное

ВНИИПИ Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7205/60

Филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. окошко

Редактор Н. Кончицкая Техред Т. Маточка . Корректэр C. Щомак