Торцовое уплотнение

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (»>987241 (61) Дополнительное к -вт. свид-ву (22) Заявлено 03.07.81 (21) 3314226/25-08 с присоединением заявки ¹â€” (51) М Кл з

F 16 J 15/34

СССР

Опубликовано 07.01.83. Бюллетень № 1 (53) УДК 62-762 (088.8) лв делам лзобретений и атлрытий

Дата опубликования описания 17.01.83 (72) Авторы изобретения

Е. В. Шатаев, А. И. Голубев, В. И. Соколов, Г. В. Антипин и P. М. Ста.родубов

Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения (71) Заявитель (54) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ

Гвю39 рстаанлый камнтат (23) Г

23 Приоритет—

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности.

Известно торцовое уплотнение, включающее подвижное и неподвижное кольца трения, выполненные cocTQHUlèìè из металлической обоймы с запрессованным в нее а«тифрикционным кольцом и поджимаемые друг к другу пружинами. Герметичность соединения — антифрикционное кольцо — металлическая обойма и вращающееся кольцо осуществляется прессовой посадкой по узкому пояску, расположенному в центре (по оси) поперечного сечения (1) .

Недостатками данного уплотнения являются искажение формы в стыке колец при наличии температурного градиента по сечению антифрикционного кольца, обуславливающего появление скручивающих моментов, образование конфузорных и диффузорных щелей, а также то, что вращающиеся и неподвижные кольца различны по форме, конструкции и отношению к температурным градиентам — все это ухудшает герметичность уплотнения и снижает его надежность особенно в двойных торцовых уплотнениях при знакопеременных колебаниях давлений затворной жидкости и уплотняемой среды . аппарата.

Цель изобретения — повышение надежности работы уплотнения и повышение степени герметичности при переменных режимах работы (пусках, установившемся режиме, оста нов ка i и г. д.) .

Поставленная цель достигается тем, что металлическая обойма выполнена сборной и состоит из бандажа, в котором запрессовано антифрикционное кольцо, опорного кольца и диска в виде мембраны установленного между тыльной поверхностью антифрикционного кольца и связанного по наружному диаметру с внешней поверхностью бандажа, а по внутреннему — с внутренней поверхностью опорного кольца, причем антифрикционное кольцо выполнено симметричным относительно осей сечения.

Такое выполнение металлической обоймы обеспечивает плотное прилегание колец

20 по номинальной площади, компенсируя поворот сечения кольца и деформацию сечения кольца за счет деформирования диска при действии на него давления в случае, когда давление среды в аппарате больше

987241

Формула изобретения

55 давления затворной жидкости, а также при сбросе давления (т. е. в условиях знакопеременных давлений) . При нагревании антифрикционпого кольца с бандажом за счет тепловыделения от трения и температуры в аппарате в силу разных коэффициентов линейного расширения (y углеграфитов коэффициент линейного расширения а = 4,0— — 5,0. 10 1/град, а у стали 12Х18Н10Т = 16,8 10 6 град) силовые воздействия на антифрикционное кольцо со стороны бандажа снимаются. При этом рабочие поверхности стремятся занять свое исходное взаимоположсние, образуя при этом конфузорнук> щель (противоположную диффузорной).

Наличие же диска (мембраны), его деформирование и воздействие на антифрикционное кольцо от действия затворной жидкости обеспечивает полное прилегание рабочих повсрхпостей трения в пределах номинальной площади, при которой межконтактное пространство стыка, которое регламентирует утечку среды, сводится к минимуму, т. е. yñтраняются диффузоры или конфузоры, и увеличивается число фактических точек контакта. Сохранение стабильного прилегания колец в пределах номинальной площади в различных режимах эксплуатации предотвращает раскрытие стыка уплотнительных колец, так как раскрывающая сила в стыке постоянна независимо от изменения условий эксплуатации, что повышает надежность и степень герметичности уплотнения.

Выполнение антифрикционного кольца симметрич ым относительно главных осей сводиi к минимуму или вообще исключает появлсиис силовых скручивающих моменТс)H дсформирующих кольцо и нарушающих плоскост ь грущейся поверхности, так как равнодействующая сила направлена по оси симметрии.

Кроме того, такое выполнение кольца позволяет сократить запасные части за счет использования кольца дважды путем его распрессовки и поворота с последующей за прессовкой.

На фиг. 1 изображено уплотнение, общий вид, разрез; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1; па фиг. 3 — то же, при воздействии на кольцо трения давления; на фиг. 4— узел II на фиг. 3.

Торцовос уплотнение состоит из корпуса

1, опорного фланца 2, в которые установлены через эластичные кольца 3 и 4 неподвижные кольца 6 и 6. Поджатие вращающихся колец 7 и 8 к неподвижным кольцам 5 и 6 осуществляется с помощью пружин 9, которые установлены в гнезда обоймы 10, а герметизация по обойме — резиновыми кольцами 11 и 12. В конструкции уплотнения подвижные и неподвижные кольца трения взаимозаменяемы и состоят из антифрикционного кольца 13, запрессованного в металлический бандаж 14, а между тыльной поверхностью антифрикционного кольца и

5 !

0 !

50 поверхностью опорного кольца расположен диск в виде мембраны 15, связанный при помощи сварных швов 16 и 17 по наружному диаметру с внешней поверхностью металлической обоймы, а по внутреннему — с внутренней поверхностью опорного кольца.

Уплотнение работает следующим образом.

После запрессовки антифрикционного кольца в металлический бандаж имеет место деформация рабочего стыка с образованием диффузорного зазора за счет деформации сечения кольца

Затем притиркой до сборки уплотнения рабочие поверхности колец доводятся до неплоскостности 0,0009 мк. В первом приближении можно считать, что контактирование рабочих поверхностей достигнуто в пределах номинальной площади. После сборки и подачи в затворную камеру затворной жидкости на кольца со стороны бандажа действует давление затворной жидкости, образуя при этом также диффузорную щель за счет деформации сечения кольца и его поворота относительно центра тяжести.

При этом давление затворной жидкости действует на поверхность 18 диска (мембраны) 15 и за счет ее деформирования вокруг шарнира обеспечивает полное прилегание колец по номинальной площади, компенсируя поворот кольца и деформацию сечения кольца.

Таким образом, наличие диска (мембраны), расположенного между тыльной поверхностью антифрикционного кольца и поверхностью опорного кольца, его деформирования и воздействия на антифрикционное кольцо от действия затворной жидкости обеспечивает плотное прилегание колец трения пр номинальной площади и, как следствие, высокую степень герметизации, компенсируя поворот сечения кольца и деформацию сечения кольца за счет деформирования диска при действии на него давления в случае, когда давление среды в аппарате больше давления затворной жидкости, а также при сбросе давления.

Технико-экономический эффект изобретения заключается в том, что плотное прилегание рабочих поверхностей колец в пределах номинальной площади при различных режимах нагружения пары трения обуславливают равенство контурной номинальной плошади, при которой межконтактное пространство стыка, которое регламентирует утечку среды, сводится к минимуму, что повышает степень герметичности и надежность уплотнения.

Торцовое у.плотнение, включающее подвижное и неподвижное кольца трения, выполненные состоящими из металлической обоймы с запрессованным в нее антифрик98724! ционным кольцом и поджимаемые друг к другу пружинами, отличающееся тем, что, с целью повышения степени герметичности и надежности работы уплотнения, металлическая обойма выполнена сборной и состоит из бандажа, в котором запрессовано антифрикционное кольцо, опорного кольца и диска в виде мембраны, установленного между тыльной поверхностью антифрикционного кольца и поверхностью опорного кольна и связанного по наружному диаметру с внешней поверхностью бандажа, а по внутреннему — с внутренней поверхностью опорного кольца, причем антифрикционное кольцо выполнено симметричным относительно осей

5 сечения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !. Патент США № 3765689, кл. 277 — 26, 1973.

987241

77 Ъ2. 4

Составитель А Ополченцев нко Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Редактор Е. Лазуренко

Подписное

Заказ 10255/18 Тираж 922

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская на ., д. б, 4/5

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