Торцовое уплотнение вращающегося вала

(21) 3554504 (22) 21.12.82 (46) 07.03.84 (72) П, К. Ба нов и В. К. 5-0 9В. Шатаев, А. Л, Лео Бюл. ннов, арино ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТ нский филиал Ленинградского овательского и конструкторста химического машинострое(71) Дзержинаучно-исследкого институния(54) (5 ЩАЮ шаюш упруги друг к цо уд ситель отлич надеж уста но ния к выпол же у 7) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩЕГОСЯ ВАЛА, содержащее невраееся и вращающееся кольца трения, е элементы, поджимающие кольца другу, при этом вращающееся кольерживается от проворачивания отноно корпуса с помощью фиксаторов, аюи 1 ееся тем, что, с целью повышения ности уплотнения, упругие элементы влены под углом к поверхности треолец, а на невращающемся кольце нены пазы, направленные под таким глом, в которые входят фиксаторы.15 20 25 Изобретение относится к уплотнениям вращающихся валов машин, аппаратов и насосов химической и других отраслей промышленности.Известно торцовое уплотнение, содержащее вращающееся и невращающееся кольца трения и регулирующее устройство, которое при увеличении силы трения в трущихся кольцах уменьшает удельное давление в паре трения за счет смещения уплотнительного элемента в осевом направлении 11. Недостатком данной конструкции является то, что регулирующее средство устанавливается только на вращающемся уплотнительном элементе, что изменяет чувствительность нагружающих элементов и силу трения при которой происходит аксиальное смешение уплотнительного элемента. Для нормальной работы уплотнения необходимо каждый раз регулировать нагружение упругих элементов и расстояние между фиксатором на валу и вращающимся кольцом, учитывая различную скорость вращения вала и плотность уплотняемых сред. Уплотнение очень чувствительно к установке. Незначительные неточности, неизбежные при монтаже, изменяют характеристику уплотнения, что приводит к повышенным утечкам и износу колец трения. Целью изобретения является повышение надежности уплотнения.Указанная цель достигается тем, что в торцовом уплотнении, содержащем неврашающееся и вращающееся кольца трения, упругие элементы поджимающие кольца друг к другу, при этом вращающееся кольцо удерживается от проворачивания относительно корпуса с помощью фиксаторов, упругие элементы установлены под углом к поверхности трения колец, а на невращающемся кольце выполнены пазы, направленные под таким же углом, в которые входят фиксаторы.Установка упругих элементов под углом к поверхности трения колец позволяет уменьшить нагрузку упругих элементов на участки поверхности трения, где появляются повышенные силы трения. Это обеспечивает равную нагрузку по всей поверхности трения и параллельность поверхностей трения колец. Установка упругих элементов под углом к поверхности трения колец, и выполнение пазов в кольцах трения, направ, енных под таким же углом, в которые входят фиксаторы, позволяет за счет авилы трения кольцо, которое поджимает я этими упругими элементами, проворачивать относительно оси и аксиально перемещать на незначительную величину. Это уменьшает нагрузку на поверхность трения и, как следствие, силу трения и пусковой момент до расчетного значения. На поверхЗО 35 40 45 50 55 ности трения сохраняется пленка смазываюшей жидкости.На фиг, 1 изображено уплотнение, общий вид, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.Уплотнение состоит из корпуса 1 уплотнения, в котором через вторичное уплотнение 2 установлено невращающееся кольцо 3 трения. На валу 4 установлено вращающееся кольцо 5 трения. К валу 4 оно крепится винтом 6. Герметизация по валу осуществляется вторичным уплотнением 7. Кольца трения поджимаются друг к другу давлением среды и упругими элементами пружинами 8, которые установлены в корпусе 1 уплотнения под углом Ж к поверхности трения колец, В невращающемся кольце 3 трения выполнены пазы 9, направленные под таким же углом с, под которым установлены упругие элементы 8, В корпусе 1 уплотнения установлены фиксаторы 10, которые входят в пазы 9, выполненные в не- вращающемся кольце 3 трения. Они служат для предотвращения от проворота неврашающегося кольца 3 трения относительно корпуса 1. Трущиеся вставки 11 спрессованы в кольца 3 и 5 трения. В зависимости от конструктивного исполнения торцового уплотнения пазы могут быть выполнены в корпусе или на втулке вала, если упругие элементы поджимают вращающееся кольцо. Уплотнение работает следующим образом,Вращение от вала 4 через винт 6 передается вращающемуся кольцу 5 трения. Пружины 8 и давление среды поджимают невращающееся кольцо 3 трения к вращающемуся 5, герметизируя уплотняемую среду.При вращении поджатых друг к другу колец 3 и 5 трения на их поверхности образуется сила трения. На отдельных участках (площадках поверхности) сила трения отличается друг от друга. Так как действие пружин 8 направлено под углом у к поверхности трения, то реакция неврашающегося кольца, противоположная силе трения, раскладывается на силу, прижимающую кольцо 3 к фиксатору 10 и перемещающую кольцо 3 в пазах 9 по фиксаторам. На тех участках поверхности трения, где сила трения превышает силу трения на других участках поверхности, появляется большая составляющая сила, отжимающая соответствующую этому участку пружину 8. В этом месте нагрузка на поверхность трения уменьшается, увеличиваясь на площадках ранее менее нагруженных. В результате этого удельная нагрузка на всей поверхности трения становится равной.При увеличении силы трения между кольцами 3 и 5 сила реакции неврашающегося кольца 3, противоположная силе трения, увеличивается, и невращающееся кольцо 31078163 Составитель Л. ОполченцевТехред И. Верес Корректор И. ЭрдейиТираж 913 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор А. ЧерныхЗаказ 907/29 перемещается вдоль пазов 9 по фиксаторам 10 на незначительную величину. Нагрузка на поверхность трения уменьшается.В зазор между поверхностями трения поступает смазывающая жидкость. В результате уменьшения нагрузки на поверхность трения и поступления смазывающей жидкости сила трения между кольцами 3 и 5 трения уменьшается. Задаваясь углом наклона о 7 пружин 8 и пазов 9, учитывая составляющую силу, стремящуюся переместить кольцо 3 в пазах 9 по фиксаторам 10 определяется удельная нагрузка на поверхности трения колец 3 и 5, Сила трения колец 3 и 5 во время работы остается все время постоянной.Технико-экономический эффект изобретения заключается в повышении надежности и увеличении ресурса работы уплотнения за счет того, что обеспечивается равномерность нагружения поверхности трения колец. Постоянство сил трения между кольцами позволяет удерживать между поверхностями трения смазывающую пленку по О стоянной толщины, при этом уменьшаютсяутечки, пусковой момент трения торцового уплотнения, который будет равен моменту трения уплотнения при работе.