Уплотнение вращающегося вала

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДНЕДЬСТВУ(и) 621926 Союэ Советских Социалистических Республик(51) Ч К,т 2 Е 16, 15/00 1) Дополнитель к авт. св ву 2) Заявлено 29.03,77 (21) 24 2725 явки Ые -присоединением Государственный комите Совета министров СССРоо делам кзобретенин к открытий(45) Дата опубликования 2) Авторы изобретения А, Сибиркин и Ю. А. Ширяе дена Трудового Красного Знамени завмического машиностроения 54) УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ В Изобретение относится к уплотнениям вращающихся валов машин .и аппаратов и аожет быть использовано в области химичесюго машиностроення, .например, для уплотнения валов перемешивающей аппаратуры, а также в других отраслях промышлевности.Известно уплотнение вращающегося вала, включающее пористый уплотнительный элемент, размещенный между валом и корпусом уплотнения 1,Недостатком известного уплотнения является то, что подача смазки в зону контакта через пористый уплотнительный элемент осуществляется за счет некоторого давлении, создаваемого предварительно, что в данном случае является малоэффективным и не обеспечивает стабильной смазки, необходимой для надежной работы уплотнения, так как процессы, связанные с движением различных жидкостей по капиллярам пористых материалов, обычно:протекают очень медланно, при этом величина давления этих жидкостей значительно снижается по мере движения от поверхности в глубину пористого элемента. сч ки С этой целью корпус и уплотнительный 5 элемент установлены с образовалием меж-ду,ними кольцевого герметичного зазора, зазор заполнен термохимически стойкой смазкой, а корпус уплотнения выполнен в виде ультразвукового излучателя с ради альпым распространением ультразвуковыхволн.Кроме того, уплотнительный элемент выполнен из металлокерамики и снабжен по торцам металлическими наплавками.5 Такое, выполнение уплотнения создаетвозможность интенсивной подачи смазки .в зону контакта равномерно по всей площади контактирующих поверхностей посредством ускоренного примерно в 40 - ,50 раз движе ния смазки по капиллярам пористогоуплотнительпого элемента под действием давления ультразвуковых волн в направлении,к поверхности вала, что в соответствии с давлением уплотняемой среды,в аппарате 25 создает стабильные высокопрочные пленкитермохимичестси стойкой смазки, в качестве которой может быть, использована смазка на основе дисульфида молибдена или вольфрама. Целью изобретения является повышениеэффективности и надежности работы заУплотнение вращающегося, вала изобр а- жено на чертеже.Конический выступ 1 вала 2 (выступ может быть образован втулкой, неподвижно закрепленной на валу) охватывает уплотнительный элемент 3, выполненный из металлокерамики.Творцы уплотнителыного элемента 3 и ,корпуса уплотнения связаны мембрана,ми 4 и б,с образованием между ними кольцевого герметичного зазора, который заполнен термохимически стойкой смазкой. Мембраны 4 и 6 плотно, прижимают пористый уплотнительный элемент 3 внутренней конической поверхностью к ответной конической поверхности выступа 1, и при вращении, вала мембраны компенсируют его биение за счет упругого,нагиба, причем пористый уплотнительный элемент снабжен по торцам металлическими наплавками 6 и 7 которые не позволяют выходить смазке через торцы уплотнительного элемента, Корпус уплотнениявыполненный,в виде ультразвукового излучателя с радиальным рас,пространением ультразвуковых волн, состоит из стального акустически прозрачного стакана 8,и закрепленных на его наружной поверхности пьезокерамичесыих пластин 9 с электропроводящими покрытиями (электродами) для подключения переменного тока повышенной частоты. Из соображений электрической, изоляции металлкческого стакана 8 электроды не доходят,до кромок пластины 9 примерно на половину их толщины, От окружных усилий, возникающих прои работе уплотнения, мембраны 4 и .5 разгружены упорами 10, расположенными по окружности в отверстиях крышки 11. Концы упоров закреплены в металлической наплавке 6. Уплотнение крепится шпильками 12 через фланец 13,Уплотнение 1 работает следующим образом.До,включения привода вращения вала производится подготовка уплотнения к работе в следующей последовательности. По каналу 14 через запорный клапан 1 б,в кольцевой зазор 16 подается под некоторым давлением термохимически стойкая смазка, например, на осипове дисульфида молибдена кли вольфрама с одновременным выпуском воздуха из кольцевого зазора через воздушник 17, расположенный на мембране 4. После заполнения смазкой объема кольцевого зазора 16 давление смазки в ней аккумулируется усилием упругой деформации мембраны 5 в направлениями стрелкы 18, при этом мембрана 4 сфе 1 рообразного сечения, находясь в напряженном состояниивоспринимает давление смазки без деформации. При сравнении величины давления поступающей смазки с давлением в кольцевом зазоре 16 канал 4 автоматически перекрывается клапанами 5 под действием его пружины, При подключении переменного тока 5 1 О 15 20 25 зо 35 40 45 5 о 55 60 65 повышенной частоты к электродам излучателя, являющимся корпусом уплотнения, под действием,возникщих ультразвуковых волн в направлении уплотнительного элемента 3 начинает происходить интенсивное движение (диффузия) смазки из кольцевого зазора 16 по капиллярам обоймы в направлении выступа 1 вала 2, а также перемешивание смазки и ее дегазация. При дегазации происходит соединение имеющихся в сиазке микроскопических пузырьков газа в более крупные, всплывание их под сферическую поверхность мембраны 4, с последующим удалением через воздушник 17.Уменьшение количества смазки в кольцевом зазоре 16 в результате диффузии в обойму и дегазации компенсируется клапаном 15, который автоматически открывается, повышая давление,в кольцевом зазоре 16 за счет дополнительного поступления смазки из капала 14. Поскольку глубина смазки в направлении ультразвуковых волн незначительна, а продолжительность,воздействия ультразвука определяется временем работы уплотнения, излучатель в уплотненни выполнен для возбуждения ультразвуковых частот в низком диапазоне примерно до 20 кГц при сравнительно небольшой интенсивности, при которой, как,известно, не возникает ультразвуковой кавитации, разрушающе действующей на детали уплотнения.После появления смазками на внутрениейповерхности уплотнительного элемента 3 в результате диффузии производится включение привода вращения вала 2. Смазка при вращениями вала 2 равномерно распространяется по контактирующим коническим поверхностям, заполняя микронеровности, с частичной диффузией под действием ультразвука в поверхность конического выступа 1, за счет чего образуются высокопрочные трущиеся пленки смазки в,соответствии ее свойств (допускаемые высокие удельные давления при малам коэффициенте трения, термохимическая стойкость и др.).Давление уплотняемой среды, создаваемое в аппаратевоздействуя на нижний торец уплотнительного элемента 3 и мембрану 5 (в противоположном направлении стрелки 18), соответственно повышает давление,в зоне контакта конических поверхностей, а также давление смазки в кольцевом зазоре 16, что увеличивает под действием ультразвуковых волн капиллярное давление смазки через уплотнительный элемент 3 на контактирующую поверхность конического выступа 1 равномерно по,всей площади. При этом сцепление трущихся пленок смазки с коническими поверхностями, а также прочность этих, пленок еще более увеличивается, непрерывно обеспечивая их минималыно необходимую толщину при плотном трении по всей площади контактирующих поверхностей.621926 тель Т. Мелехина А. Камышникова ос актор О. Юрков Техре ректор И. Симкина аз 51/750Н Изд57 осударственного к по делаги из Москва, ЖТираж 1198омитета Совета Министровбретений н открытийРаушскаи наб., д. 4/5 ПодписноеР Тип, Харьк. фил, пред. Патент Ф ор мул а и зо 6 р етения 1, Уплотнение вращающегося вала, включающее пористый уплотнительный элемент, размещенный между валом 1 и кор. пусом уплотнения, от л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности и надежности работы путем, повышения интенсивности подачи смазки,в зону контакта, корпус 1 и уплотнительный элемент установлены с образованием между ними кольцевого герметичного зазора, зазор заполнен термохимически стойкой смазиой, а,корпус уплотнения выполнен в:виде ультразвукового излучателя с радиальным распространением ультразвуковых, волн,2. Уплотнение по п. 1, отл и ч а ю щ е е с я тем, что уплотнительный элемент выполнен азиз металлокерамики и снабжен по торцам металлическими наплавками. Источник информации, привятый во10 внимание при экспертизе:1. Макаров Г. В. Уплотнительныеустройства. М., Машиностроение, 1969,с. 47, фиг, 50,