Замораживаемое уплотнение

 

< >918611

ОПИСАНИЕ

ИЗЬ6РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6I) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.01.80 (21) 2866909/25-08 (51) М. Кл.

F 16 Л 15/40 с присоединением заявки №вЂ”

Гееудврстееииеянемитет

СССР (23) Приоритет—

Опубликовано 07.04.82. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 07.04.82 (53) УДК 62-762 (088.8 ) Il0 деиеае изовретеиий. и Открытий (72) Авторы изобретения

О. Н. Шпаков, И. А. Кузнецова и О. И. (71) Заявитель (54) ЗАМОРАЖИВАЕМОЕ УП,ЛОТНЕНИЕ

Изобретение относится к машиностроению, в частности к арматуростроению, и может быть использовано для уплотнения штоков трубопроводной арматуры, пред назначенной для работы на жидкометаллических средах.

Наиболее близкой к предлагаемой является конструкция замораживаемого уплотнения задвижки, предназначенной для работы на жидком натрии, которая содержит корпус, шток, проходящий через корпус и коробку сальника, образованную корпусом и штоком, охлаждаемую с помощью ребристой рубашки и заполняемую затвердевшим натрием. В известной конструкции затвер- девание уплотняющей среды в коробке сальника осуществляется за счет отвода тепла с оребренной поверхности корпуса естественной или вынужденной конвекцией охлаждающей среды и излучением (1).

Недостаток известной конструкции состоит в том, что величина отводимого потока тепла, необходимого для затвердевания уплотнения, практически не поддается регулированию вследствие высокой инерционности системы охлаждения. В то же время тепло, подводимое по штоку со стороны рабочей среды, может увеличиваться при подъеме штока за счет перемещения в зону уплотнения более нагретых участков штока. При больших рабочих ходах и скоростях перемещения штока в зону уплотнения подводится тепловой поток, превышающий отводимый поток, необходимый для затвердевания, что приводит к кратковременному размораживанию и к выносу уп1р лотняющего металла g окружающую среду.

Кроме того, применение оребренных поверхностей для съема необходимого количества тепла приводит к увеличению габаритов конструкции как в осевом, так и в радиальном направлении.

Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения зоны уплотнения, уменьшение габаритов устройства.

Для достижения этой цели в коробке

20 сальника в непосредственной близости от штока, размещена кольцевая термобатарея обращенная холодными спаями к штоку.

Кроме того, коробка сальника снабжена охлаждающими ребрами.

918611

Формула изобретения

З5

55

Для уменьшения усилия, необходимого для перемещения штока, между штоком и холодными спаями термобатареи установлена втулка с внутренними, ребрами, плотно примыкающими к поверхности штока.

Для удаления с поверхности штока затвердевшей уплотнительной среды и окислов при перемещении штока, ребра втулки выполнены в виде параллельно расположенных колец, плоскость которых перпендикулярна оси штока.

На чертеже изображен узел замораживаемого уплотнения, разрез.

Узел уплотнения имеет корпус 1, внутри которого проходит шток 2. Между корпусом и штоком образована коробка сальника 3, заполненная затвердевшей уплотняющей средой 4. В коробке сальника размещена кольцевая термобатарея 5, обращенная холодными спаями 6 к штоку, а горячими спаями 7 к стенке коробки сальника 3, и опирающаяся в дно коробки сальника. Между термобатареей 5 и штоком 2 установлена втулка 8 с кольцевыми ребрами 9. Ограничение перемещения термобатареи 5 в осевом направлении осуществляется при помощи фланца 10. Прокладка 11 служит для герметизации разъема между фланцем 10 и корпусом 1. Термобатарея 5 через токопроводящие элементы связана с источником постоянного тока, в качестве которого может быть использован полупроводниковый термоэлектропреобразователь, установленный горячими спаями на корпусе в зоне температур, превышающих температуру затвердевания уплотняющей среды.

В рабочем положении уплотняющая среда 4 в жидком состоянии проникает через зазор по штоку 2 в коробку сальника 3 и заполняет ее до определенного уровня по высоте. Одновременно уплотняющая среда 4 охлаждается и затвердевает. Постоянный ток от источника подается к термобатарее 5 в направлении, при котором на холодных спаях, обращенных к штоку 2, поглощается тепло, отводимое от затвердевающего уплотнителя 4 в зазоре между штоком 2 и втулкой 8. Тепло, выделенное в горячем спае 7 термобатареи, отводится через стенку коробки сальника 3 в окружающую среду.

Охлаждение и затвердевание уплотнителя 4 в зазоре между термобатареей 5 и стенкой коробки сальника 3 осуществляется за счет отвода тепла в окружающую среду. Для предотвращения протечки уплотняющей среды 4 в жидком состоянии в зазоре между термобатареей 5 и стенкой коробки сальника 3 служит прокладка 10. Интенсивность охлаждения уплотняющей среды в зазоре между штоком и термобатареей при перемещении штока регулируется путем изменения величины подводимого к термобатарее по1О

29

2S

30 стоянного тока, что не вызывает технических и экономических затруднений.

Термобатарея обеспечивает равномерное и надежное затвердевание уплотняющей среды по всей длине коробки сальника, так как отвод тепла в зазоре шток — термобатарея осуществляется при температурах ниже температуры окружающей среды.

В связи с тем, что для обеспечения герметичности в широком диапазоне перепадов давлений, требуется незначительная толщина затвердевшего кольца, отпадает необходимость в оребрении участка охлаждения на протяженности, превышающей длину коробки сальника, которая равна толщине затвердевшего кольца. Наряду с уменьшением протяженности оребрения уменьшаются размеры самих ребер. Указанный эффект дает возможность снизить металлоемкость и строительную длину арматуры.

Наличие втулки с кольцевыми ребрами, примыкающими к поверхности штока, плоскость которых перпендикулярна оси штока, увеличивает сцепление затвердевшей уплотняющей среды с неподвижными элементами уплотнения, уменьшает поверхность контакта между штоком и уплотняющей средой и, таким образом, уменьшает усилие, необходимое для перемещения штока.

Кроме того, кольцевые ребра, плотно примыкающие к поверхности штока, способствуют очищению поверхности штока от налипающих на шток окислов.

l. Замораживаемое уплотнение, содержащее корпус, шток и охлаждаемую коробку сальника, заполненную уплотняющей средой в твердом состоянии, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения и уменьшения габаритов уплотнения, в коробке сальника в непосредственной близости от штока размещена кольцевая термобатарея, холодные спаи которой обращены к штоку.

2. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что, с целью снижения усилия перемещения штока, между последним и холодными спаями термобатареи размещена втулка с ребрами, примыкающими к поверхности штока.

3. Уплотнение по п. 2, отличающееся тем, что, с целью очистки штока при его перемещении, ребра втулки выполнены в виде параллельно установленных колец, плоскости торцов которых перпендикулярны оси штока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции Ме 2161131, кл. F 25 D 31/00, опублик. 1974.

918611

Составитель Г. Шуренко

Редактор Л. Повхан Техред А. Бойкас Корректор М: Шароши

Заказ 2096/16 Тираж 981 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4