Торцовое уплотнение

/34 МИТЕНИЙ СССРРЫТИЙ АВТОР 4 ук а Ленина инститАН СССР Уплотнениес я тем ения выпо ом устано е парыв кот САНИЕ ИЗОБР МУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Отделение Ордента химической физики(54)(57) 1.ТОРЦОВОЕ У 1тоящее из вращающегосяколец пары трения, силгого элемента, пружинь овременные упвалов, И.,(прототип).1 ЛОТНЕНИЕ,соси неподвижногоьфонного упруи опорного фланца, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения срока службы уплотнения, сильфонный упру гий элемент выполнен в виде трех сильфоивв, установленных коаксиаль но,причем сильфоны с одной стороны связаны с опорным фланцем, в кото ром выполнены каналы для подвода и отвода хладоносителя в полости между сильфонами, а с другой сторо ны наружный и внутренний .сильфоны жестко связаны с кольцом пары трения,2 по п. 1, о т л и ччто в кольценен сквозной каналлена термопара,1261Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в химическом, биологическом,фармацевтическом, пищевом машиностроении и медицине при уплотнениивращающихся валов,Известны торцовые уплотнения сиспользованием в качестве пары трения неподвижного керамического кольца, вращающегося, выполненного изфторопласта 4 .эа одно целое с сильфоном Е 3.Так ка свойства полимерных материалрв в значительной степени зависят от температуры, .то применение этого уплотнения ограниченопо температуре и давлениюуплотняемой среды,Известно также уплотнение, в котором неподвижный сильфон выполненмногоэаходным винтовым, в витках которого установлена пружина 21.Однако с применением копец из полимерных материалов в этом устройствеиэ-эа отсутствия теплоотвода в месте контакта трущейся пары происходит нагрев, приводящий к изменениюФизико-химических и механическихсвойств поверхностного слоя парытрения и, как следствие, снижениюсрока службы уплотнения.Цель изобретения - увеличениесрока службы уплотнения при повы-.шенных давлениях,Поставленная цель достигаетсятем, что в торцовом уплотнении,сосЭ 5тоящем иэ вращающегося и неподвижного колец гары трения, сильфонногоупругого элемента, пружины и опорного фланца, сильфонный упругий элемент выполнен в виде трех сильйонов,40чстановленных коаксиально, причемсильфоны с одной стороны связаныс опорным Фланцем, в котором выполнены каналы для подвода и отводахладоносителя в полости между силь 45фонами, а с другой стороны наружный и внутренний сильфоны жесткосвязаны с кольцом пары трения.В кольце пары трения выполнен. сквозной канал, в котором установлена термопара.На чертеже изображено торцовоеуплотнение, разрез.Торцовое уплотнение состоит изтрех многозаходных винтовых сильфонов 1-3 различных диаметров с витками одинакового шага, расположенных коаксиально относительно друг,54 1друга, причем сильфон 1 выполнен иэ металла, сильфон 2 - нэ резины и имеет тисненную поверхность для лучшего прохождения жидкости сильфон 3 выполнен из фторопласта.При помощи реэьбовых .соединенийсильфоны 1,2 и 3 связаны с одной стороны с опорными фланцами 4 и 5, а с другой стороны наружный сильфон 1 и внутренний сильфон 3 жестко связаны с полым, керамическим кольцом 6. Между торцом среднего сильфона 2 ивнутренней торцовой поверхностью керамического кольца имеется щель 7.В винтовых углубленцях наружного сильФона 1 расположены пружины 8 предварительного поджатия. Опорные Фланцы 4 и 5 закреплены на аппарате (на чертежене показан) неподвижно и име-, ют две несообщающиеся между собойполости 9 и 10 и два штуцера 11 и 12входа и выхода хладоносителяПолое керамическое кольцо 6 имеетсквозной канал, выходящий непосред-.ственно в место контакта трущихся пар.В канал вставляют термопару 13 досоприкосновения с торцовой поверхностью вращающегося кольца 14 изкомпозиционного материала на основефторопластаили из фторопласта-.4.Торцовое уплотнение работает следующим образом.При вращении вала 15 кольцо 14,закрепленное на валу разрезным хомутом 16, взаимодействует с керамическим кольцом 6, которое эа счет предварительной деформацчи пружин 8, атакже давления охлаждающей жидкостиплотно прижато к вращающемуся кольцу 14.В конструкции уплотнения охлаждающая термостатированная жидкость входит по штуцеру 11 в канал дпорногофланца 4, проходит в полость междунаружным и центральным оильфонами,приобретает вращательное движениев спиральном канале, образованномстенками сильфонов, омывает внутреннюю полость керамического кольцаи возвращается в обратном направле-.нии между. центральным и внутреннимсильфонами 2 и 3 к опорноку фланцу5 и выходит через штуцер 2, Сильфонный узел компенсирует износ, перекосы и биения трущихся пар,Такое решение конструкции позволяет обеспечить равномерный теплосъемсо всей контактной площади керамического кольца, а пода,ча гурбулиэован"Заказ 8665/27 Тираж 912 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал 111 И "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 3ной термостатированной жидкости равномерно на всю внутреннюю поверхность керамического кольца позволяет выровнять тепловые потоки от трущейся пары и исключить ее деформацию. При движении жидкости между центральным и внутренним сильфонами понижается температура сильфона из фторопласта, а это в свою очередь позволяет увеличить нагрузки на сильфон. Кроме того, сильфонный узел выполняет функции точного исполнительного органа для передачи давления на пару трения. Давление в полости меж- ду сильфонами создается охлаждающейжидкостью и может автоматически ре.гулироваться в зависимости от давления в аппарате или же выбираться в зависимости от свойств материала трущихся пар. Давление жидкости так-. же разгружает внутренний сильфон. . выполненный из фторопласта. Это позволяет увеличить рабочее давление для уплотнения.В канал полого керамического кольца вставлена термопара так, что она контактирует с вращающимся кольцомнз композиционного материала наоснове фторопластаи измеряеттемпературу на поверхности вращающегося кольца.Термопара может быть связаначерез усилитель, датчик температурыи блок сравнения с регулятором расхода термостатированной жидкости,которая подается к уплотнению отавтономных систем питания в такомколичестве, которое обеспечиваеттемпературу на поверхности.вращающегося кольца из. композиционного материала на основе фторопластавпределах 14-15 С с заданной точностью.При этой температуре фторопласт,входящий в состав композиЦионныхматериалов, имеет более плотнуюкристаллическую модификацию с наиболее чизким коэффициентом трения,Технико-экономический эффектизобретения заключается в увеличении срока службы уплотнения за счетобеспечения оптимальной температурырабочей поверхности контактных колецпутем улучшения системы их охлаждения,