Торцовое уплотнение вращающегося вала

1. Торцовое уплотнение вращающегося вала, содержащее корпус и установленные между кольцевыми выступами вала и корпуса и взаимодействующие между собой торцовыми поверхностями упругое кольцо, антифрикционное и металлическое уплотнительные кольца, отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей и повышения надежности, металлическое уплотнительное кольцо выполнено с уменьшающимся по высоте диаметром и большим торцом взаимодействует с упругим кольцом, а меньшим с антифрикционным кольцом, при этом уплотнительные и упругое кольца установлены без зазора относительно внутренней цилиндрической поверхности корпуса, причем антифрикционное уплотнительное кольцо контактирует с торцовой поверхностью кольцевого выступа корпуса, а упругое кольцо с торцовой поверхностью кольцевого выступа корпуса.
2. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что упругое кольцо выполнено с конической внутренней поверхностью и большим торцом взаимодействует с металлическим уплотнительным кольцом.
3. Уплотнение по пп.1 и 2, отличающееся тем, что металлическое уплотнительное кольцо выполнено с кольцевыми выступами, расположенными на торцах и входящими в выполненные в смежных кольцах отверстия.
4. Уплотнение по пп. 1-3, отличающееся тем, что на наружной цилиндрической поверхности металлического уплотнительного кольца выполнен кольцевой паз.
5. Уплотнение по пп.1-4, отличающееся тем, что, с целью улучшения теплоотвода, металлическое уплотнительное кольцо снабжено ребрами, расположенными на внутренней цилиндрической поверхности.

Изобретение относится и уплотнительной технике, а именно к торцовым уплотнениям, и может быть использовано для уплотнения вращающихся валов перемешивающих устройств автоклавов и реакторов.
Цель изобретения расширение экплуатационных возможностей и повышение надежности уплотнения.
На фиг.1-6 представлено торцовое уплотнение, различные варианты исполнения; на фиг. 7 8 металлическое уплотнительное кольцо, варианты выполнения; на фиг. 9 сечение А-А на фиг. 7; на фиг. 10 сечение Б-Б на фиг. 8; на фиг. 11 -многоступенчатое торцовое уплотнение.
Торцовое уплотнение вращающегося вала 1 в аппаратах, работающих под давлением, содержит ступенчатый корпус 2, кольцевой выступ которого имеет чистообработанную торцовую поверхность 3. В корпусе 2 на валу 1 расположен установленный на подшипниках 4 полый вал 5, имеющий чистообработанную торцовую поверхность 6. Между торцовыми поверхностями 3 и 6 корпуса и вала 5 установлены без закрепления (в диаметральном направлении) и с зазором относительно вала 1 антифрикционное уплотнительное кольцо 7, установленное без зазора (по ходовой посадке) относительно внутренней поверхности корпуса 2, в контакте с торцовой поверхностью 6 вала, примыкающее к антифрикционному кольцу металлическое уплотнительное кольцо 8 и расположенное между металлическим уплотнительным кольцом 8 и торцовой поверхностью 3 корпуса 2 упругое кольцо 9. Металлическое уплотнительное кольцо 8 выполнено с уменьшающимся по длине диаметром, при этом наружный диаметр торца, обращенного к антифрикционному уплотнительном кольцу 7, меньше наружного диаметра другого торца, прилегающего к упругому кольцу 9. Это позволяет создать переменной величины зазор между наружной поверхностью металлического уплотнительного кольца 8 и стенкой корпуса 2 уплотнения необходимый для обеспечения самоустановки металлического уплотнительного кольца 8 по торцу антифрикционного уплотнительного кольца 7 и совершения гирационного движения во время вращения вала. На одном или обоих торцах металлического уплотнительного кольца 8 может быть выполнен кольцевой выступ 10, входящий в отверстие смежного кольца. Наличие выступа 10 обеспечивает хорошее центрирование металлического уплотнительного кольца 8 в корпусе 2 уплотнения и относительно прилегающих колец 7 и 9. На наружной поверхности металлического уплотнительного кольца (фиг. 4 и 6) предусмотрен кольцевой паз 11 для сбора продуктов износа упругого кольца и предупреждения их попадания в подвижное сопряжение антифрикционного уплотнительного кольца и корпуса 2 уплотнения. Кроме того, кольцевой паз отсекает поток тепла, распространяющийся от нагреваемого при работе антифрикционного уплотнительного кольца, в сторону упругого кольца 9. Для улучшения отвода тепла при высоких скоростях вращение вала на внутренней поверхности уплотнительного кольца 8 могут быть выполнены ребра 12, расположенные вдоль образующей (фиг. 7 и 9) или под углом к образующей (фиг. 8 и. 10). Упругое кольцо 9 выполнено с цилиндрической наружной и конической внутренней поверхностями. Цилиндрической поверхностью упругое кольцо 9 плотно прилегает к стенке корпуса 2 уплотнения, большим торцом примыкает к металлическому уплотнительному кольцу 8, а торцом с меньшей площадью к торцовой поверхности корпуса 2 уплотнения. Упругое кольцо 9 под действием давления рабочей среды поджимается к стенке корпуса, передавая давление в осевом направлении, поджимает антифрикционное уплотнительное кольцо к герметизируемой поверхности торца вала 5. Для подачи запирающей жидкости под давлением в уплотнение в стенке корпуса 2 предусмотрен канал 13. Полый вал 5 уплотнен относительно вала 1 круглым резиновым кольцом 14.
На фиг. 11 показано трехступенчатое торцовое уплотнение вращающегося вала, в котором уплотнение полого вала (третья ступень уплотнения) выполнено согласно изобретению.
Уплотнение работает следующим образом.
При сборке торцового уплотнения комплект герметизирующих элементов размещают в корпусе уплотнения на его торцовой поверхности без закрепления. Вводят в корпус 2 уплотнения вал 1 с установленным на нем полым валом 5 с подшипниками, при этом торцовая поверхность 6 полого вала 5 плотно прижимается к торцу антифрикционного уплотнительного кольца, сжимая упругое кольцо 9, обеспечивающее плотное прилегание элементов друг к другу и к герметизируемым торцовым поверхностям.
Центрирование колец не на валу, а в корпусе уплотнения и с зазором относительно вала 1 позволяет использовать торцовое уплотнение при высоких скоростях вращения вала и высоких температурах рабочей среды в аппарате, создавать многоступенчатые уплотнения для более высоких давлений при тех же размерах корпуса и вала. 2 4 6 8
Изобретение относится к уплотнительной технике, а именно к торцовым уплотнениям, и может быть использовано для уплотнения вращающихся валов перемешивающих устройств автоклавов и реакторов. Цель изобретения - расширение диапазона применения и повышение надежности уплотнения. Уплотнение содержит корпус 2 и установленные между кольцевыми выступами корпуса и вала поджатые упругим кольцом 9 антифрикционное 7 и металлическое 8 уплотнительные кольца. Центрирование колец осуществляется по наружному диаметру, при этом металлическое уплотнительное кольцо 8 выполнено с уменьшающимся в сторону антифрикционного уплотнительного кольца 7 диаметром. Такое выполнение позволяет использовать уплотнение при высоких температурах и скоростях вала за счет возможности самоустановки уплотнительных колец. 11 ил.