Торцовое уплотнение вращающегося вала

 

Союз Советски к

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()887853 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 27.02.80 (21) 2886865/25-08 с присоединением заявки № (5!)М. Кд.

Ркударстаеииый комитет

СССР

F 16 J 15/34 (23) Приоритет

Опубликовано 07.12 81 ° Бюллетень № 45

IIo делам изо4ретений и открытий (И) УДК 62-762.(088.8) Дата опубликования описания 09.12.81

В. И. Цветков, В. А. Костенков, Е. В. Шатаев, P. M. Стародубов и В. Б. Власов (72) . Авторы изобретения

". .« ««» « :,. 4«« . .,» ."7

Дзержинский филиал Научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностфоИЙЙ (71) Заявитель (54) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩЖОЩЕГОСЯ ВАЛА

Изобретение относится к торцовым уплотнениям вращающихся валов химических аппаратов.и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности.

Известно торцовое уплотнение с регулируемой утечкой, содержащее неподвижное и вращающееся уплотнительные кольца с каналами, подводящими жидкость к рабочим поверхностям (1).

Недостатками этого торцового уплот- нения являются большой износ колец трения вследствие того, что отверстия камер и каналов находятся на одном диаметре, малый гидравлической распор в контакте трения, так как центробеж15 ные силы препятствуют проникновению жидкости в подвижные кольца, ограничивая при этом смазку, недостаточное охлаждение и отсутствие защиты контак20 та трения от абразива.

Наиболее близким по своей технической сущности к .изобретению является торцовое уплотнение, содержащее неподвижное кольцо и подвижное кольцо пары трения, в котором предусмотрено приводимое от вала средство для подвода жидкости к поверхности трения в виде желобообразного козырька, содержащее напорную полость, связанную с парой трения каналами в подвижном кольце (2).

Такое торцовое уплотнение не обеспечивает необходимой гидростатической жесткости в отношении угловых перемещений и имеет неравномерный износ в кольцах трения.

Цель изобретения — увеличение срока службы торцового уплотнения.

Цель достигается тем, что средство установлено с тыльной стороны подвижного кольца и выполнено в виде двух вращающихся шевронных колес, зубья которых направлены под острым углом относительно их оси симметрии по направлению вращения вала, между которыми образована напорная полость..

887853

Каналы, соединяющие поверхность трения с.напорной полостью выполнены в виде системы пересекаюшихся радиальных и осевых каналов, а на поверх-, ности подвижного кольца выполнены 5 сегментные круговые канавки, сообщенные с осевыми каналами.

Для улучшения равномерности распределения жидкости по контакту трения путем повышения плоскопараллель- tO ности трущихся поверхностей напорная полость между шевронными колесами разделена радиальными перемычками, Установкой на валу с тыльной сто-. роны подвижного кольца двух вращающихся 15 шевронных колес, зубья которых найрав,лены под острым углом относительно их оси симметрии по направлению вращения вала, обеспечивается захват уплотняе,мой среды и подача ее под избыточным,2ф давлением через радиальные каналы, соединенные с осевыми каналами подвижного кольца к поверхности трения. Благодаря применению на поверхности тре, ния подвижного кольца круговых сегмент25 ных канавок, сообщенных с осевыми каналами, происходит непрерывная устойчивая циркуляция поступающей в контакт трения и перетекающей обратно в полость среды уплотняемой жидкости, 56 создавая при этом необходимую смазку, охлаждение и отвод абразивных частиц, находящихся в среде, от контакта трения. Применение в полости между шевдОнными колеСами раздельных радиаль- 55 ных перемычек позволяет образовать отдельные независимые друг от друга секторные полости, связанные с инди,видуальными каналами в контакте трения, что обеспечивает высокую гидростатическую жесткость в отношении угловых перемещений подвижного кольца трения, а также в отношении улучшенного равномерного распределения жидкости по контакту трения с повышени" ем лоскопараллельного ориентирования трущихся контактных колец. Это позволяет в итоге увеличить срок служ.бы торцового уплотнения.

На фиг. 1 показано уплотнение в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг, 1.

Уплотнение состоит из корпуса 1, укрепленного на фланце 2 аппарата, 55 в котором через резиновое кольцо 3 установлено неподвижное кольцо 4 пары трения, взаимодействующее с подвижным кольцом 5, уплотненным с помо4 щью эластичного кольца 6, на вращающемся валу 7. Подвижное кольцо 5 поджимается к неподвижному кольцу 4 пружиной 8, упирающейся в опорное кольцо 9, жестко закрепленное на валу, на наружном диаметре которого жестко установлены два шевронных колеса 10. Штифт 11 передает вращение вала 7 подвижному кольцу 5, а штифтом 12 осуществляется фиксация от проворота неподвижного кольца 4 относи.тельно корпуса 1. В .корпусе 1 через резиновые кольца 13 установлена обе,чайка 14 холодильника, закрепленная крышкой 15. Опорное кольцо 9 на наружном диаметре разделено перемычками 16 на сегментные полости 17, сообщающиеся через радиальные 18 и осевые 19 отверстия через соединительные трубки 20 с отверстиями 21 разделительных камер 22 подвижного кольца 5.

Разделительные камеры 22 через круговые сегментные канавки 23 соединены с уплотняемой полостью 24, прилегающей к паре трения. Для поступления уплотняемой жидкости из полости 25 в полость 24 в опорном кольце предусмотрены отверстия 26. В полость 27 холодильника поступает и отводится через отверстия 28 и 29 охлаждающая жидкость.

Уплотнение работает следующим образом.

При вращении вала 7 происходит передача вращения через штифт 11 подвижному кольцу 5, связанному через трубки 20 с опорным кольцом 9. Зубьями, выполненными на наружном диаметре шевронных колес, уплотняющая жидкость.из полостей 25 и 24 нагнетается в сегментные полости 17 и далее через радиальные 18 и осевые 19 отверстия и через трубки 20 подходит к разделительным камерам 22, сообщенным через круговые сегментные канавки 23 с уплотняемой полостью 24. Зона уплотнительного кольца с разделительными камерами и круговыми сегментными паза-, ми воспринимает нагрузку и осуществляет охлаждение, а остальная поверхность кольца является герметизирующей. В результате осуществления организованного потока уплотняемой жидкости создается необходимый распор в контакте трения, интенсивное охлаждение и смазка, а также способность отводить посторонние частицы. Применение разобщенных сегментных полостей 17, связанных через каналы с камерами подвнжноro кольца, позволяет повысить гидростатическую жесткость по отношению к угловым..перемещениям и осуществить плоскопараллельное ориентирование тру- . щихся контактов в процессе работы 5 уплотнения. Обечайкой 14 холодильника, установленной на резиновых кольцах и с подводом в нее охлаждения, обеспечивается минимальный зазор между зубьями шевронных колес и внутрен- 10 ним диаметром обечайки, в результате чего обеспечивается более-эффективный напор жидкости, подводимой в пару трения.

Таким образом, применение в торцовом уплотнении подвижного кольца, имеющего на рабочей поверхности раздельные камеры с круговыми сегментными пазами, связанными с полостями опор- 20 ного кольца, в которых зубьями шевронных колес создается избыточное давление, позволяет осуществить надежную работу торцового уплотнения при высоких удельных нагрузках в контакте 25 трения при обеспечении эффективного охлаждения, смазки и защиты пар трения от абразива.

Формула изобретения

1. Торцовое уплотнение вращающего-. ся вала, содержащее неподвижное кольцо и подвижное кольцо пары трения, в котором имеется приводимое от вала

887853 4 средство для подвода жидкости к поверхности трения, содержащее напорную полость, связанную с парой трения каналами в подвижном кольце, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения срока службы уплотнения, указанное средство установлено с тыльной стороны подвижного кольца и выполнено в виде двух шевронных колес, микду которыми образована напорная полость, причем зубья колес направлены под острым углом относительно их оси симметрии по направлению вращения вала.

2. Уплотнение по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что каналы, соединяющие поверхность трения с напорной полостью выполнены в виде системы пересекающихся радиальных и осевых каналов, а на поверхности подвижного-кольца выполнены сегментные круговые канавки, сообщенные с осевыми каяалами.

3. Уплотнение по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью улучшения равномерности распределения жидкости по контакту трения путем повышения плоскопараллельности трущихся поверхностей, напорная полость между шевронными колесами разделена радиальными перемычками.

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 446695, кл. F 16 J 15/34, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

11 305302, кл. F 16 J 15/34, 1969 . (прототип).