Торцовое уплотнение вращающегося вала в аппаратах, работающих под давлением

ОП САЙИЕ Союз СоветскнкСоциалистическихРеспублик 1702205 ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 09;10.78 (21) 2559101/25-08 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийОпубликовано 05;1279, Бюллетень Йо 45 Дата опубликования описани 4 05.12.79(54) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВРЩЮЩЕГОСЯ ВАЛА В АППАРАТАХ, РАВОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ1Изобретение относится к области уплотнительной техники и может быть использовано в химических аппаратах,. работающих под давлением.Известно торцовое уплотнение вала центробежного насоса, включающее по два комплекта рабочих элементов, установленных в сообщающихся друг с другом камерах для запирающей и . одновременно охлаждающей и смазываю щей жидкости, размещенных по обе стороны рабочего колеса насоса. Охлаждающая жидкость, пройдя через одну пару комплектов, подается через канал, предусмотренный в валу, на дру гую сторону рабочего колеса насбса ко второй паре комплектов рабочих элементов (11.Это уплотнение не обеспечивает надежной герметизации нала при ра боте с высокотемпературными средами под высоким давлением.Цель изобретения в , создать торцовое уплотнение вращающегося нала в аппаратах, работающих под давлением и при высоких температурах, которое обеспечит надежную герметизацию вала в течение длительного времени,Это достигается тем, что на валу между смежными камерами, и которых 30 2размещены комплекты рабочих элементов установлено разделительное кольцо, внутривала выполненысообщающиеся центральный и кольцевой канапы, соединенные радиальными отверстиями соответственнос разными камерами,при этом внутренняя полость предыдущего комплекта сообщена посредством данных каналов с внешней стороной последующего комплекта, образуя петлеобразную систему циркуляции охлаждающей ,жидкости через вал и комплекты рабочих элементов. Камера первого ком:плекта отделена от рабочего пространства аппарата антифрикционным углеграфитоным кольцом.На чертеже схематически изображено торцовое уплотнение вала в продольном разрезе.. Уплотнение содержит комплекты 1 н 2 рабочих элементов, состоящие каждый из антифрикционного кольца 3, металлического"кольца 4 скольжения и упругого кольца 5 конической формы. Металлическое кольцо 4 комплекта 1 имеет на внутренней поверхности кольцевую канавку 6, открытую в сторону вала 7. Вал 7, на котором установлены комплекты 1 и 2 рабочих элементов, выполнен ступенчатнм и рас 702205положен в корпусе 8, который тожеимеет ступенчатую форму. Каждый комплект рабочих элементов расположенв камере между торцовой поверхностьюступени вала и торцовой поверхностьюступени корпуса (комплект 1 заключенв камеру 9, а комплект 2 - в камеру10) . Камерй 9 и 10 разделены кольцом11, которое представляет собой цилиндрическую втулку из антифрикционного материала, имеющую по наружномудиаметру кольцевую канавку 12 длябандажа. Кольцо 11 установлено навалу 7 в кольцевой выточке по"скользящей посадке и закреплено бандажом.В корпусе 8 кольцо 11 установленопо скользящей посадке. Вал 7 имеетцентральный канал 13 и концентричныйцентральному кольцевой канал 14,которые сообщены в нижней части вала, В валу 7 выполнены радиальныеотверстия 15, сообьающие центральныйканал 13 с камерой 10 комплекта 2 рараЧочих элементов, радиальные от"верстия 16, сообщающие кольцевой канал 14 с камерой 10 комплекта 2рабочих элементов, и радиальнке отверстия 17, сообщающие кольцевую канавку 6 металлического кольца 4скольжения с кольцевым каналом 14. Вкорпусе 8 выполнены каналы 18 и 19для подачи и отвода запирающей жидкости к внешней части комплекта 1рабочих элементов, канал 20 для подачиохлаждающей жидкости (под давлением,меньшим давления запирающей жидкостик комплекту 1 и канал 21 для отвода 35охлаждающей жидкости иэ камеры 10комплекта 2. Камера 9 для запирающейжидкбстй отделена от рабочегб прбстранства 22 аппарата антифрикционнымкольцом 23 скольжения иэ углеграфита, 4 Осоставляющим дополнительную ступеньгерметизации, кольцо 23 прилегаетодним торцом к соответствующей ступени вала 7, а другим торцом - к ступени корпуса 8. Антифрикционное коль-цо 23 установлено на валу 7 посколь-.45зящей посадке. Верхний конец вала 7подпружинен цилиндрической пружиной,что позволяет валу перемещаться восевом направлении. Металлическоекольцокомплекта 1 снабжено ребра- Мми 24 по внешней поверхности.Работает торцовое уплотнение следующим, образом,При возникновении рабочего давления в аппарате вал 7 перемешаетСя55в сто 1 ону поджатия" комплектов 1, 2рабочих элементов, при этом величина.перемещения вала ограничена с помощью антифрикционного кольца 23. Рабочие элементы 3, 4, 5, установлен Оные между соответственными торцовыий поверхностями вала 7 и корпуса 8без закрепления, имеют воэможностьсамоустанавливаться по рабочим поверхностям и автоматически самоуплотняться, Охлаждение комплектов рабочих элементов уплотнения и конца вала 7, который находится под действием высокой температуры рабочей среды в аппарате, осуществляется следующим образом, Через канал 18 в камеру 9 подают запирающую охлажденную жидкость под давлением, равным или несколько меньше рабочего давления в аппарате, которая охлаждает комплект 1 рабочих элементов снаружи, циркуляции жидкости способствуют ребра 24 металлического кольца 4 скольжения. Через канал 20 подают в камеру 10 ниже кольца 11 охлаждающую жидкость под давлением, меньшим давления запирающей жидкости, которая охлаждает антифрикционное кольцо скольжения, перетекает через радиальное отверстие 16 в кольцевой канал 14 вала 7, охлаждает комплект 1 изнутри и конец вала 7 и одновременно уносит с собой продукты износа рабочих элементов уплотнения. Затем охлаждающая жидкость выходитчерез центральный канал 13 вала 7 и радиальное отверстие 15 в камеру 10, охлаждая снаружи комплект 2 рабочих .элементов и выводится наружу через канал 21. В качестве охлаждающей жидкости в таком торцовом уплотнении можно испольэовать воду из водопроводной сети. Антифрикционное углеграфитовое кольцо 23, предназначенное для герметизации камеры 9, одновременно воспринимает осевое усилие вала и защищает комплект 1 от воздействия агрессивной среды, находящейся при высоких температурах,Формула изобретения1. Торцовое уплотнение вращающего ся вала в аппаратах, работающих под давлением, включающее комплекты рабочйх элементов, установленных последовательно в камерах между торцовыми поверхностями кольцевых уступов вала и корпуса аппарата, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы и долговечности в условиях агрессивных сред и высоких температур, между камерой первого комплекта рабочих элементов и рабочим пространством аппарата размещено антифрикционное кольцо, между комплектами на валу установлено разделительное кольцо, в валу выполнены осевой и концентричный ему кольцевой каналы, сообщенные друг с другом на участке вала, расположенном в рабочем пространстве аппарата, а каждый ие них сообщен с одной из камер, расположенных по обе стороны разделительного кольца.2. Уплотнение по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что разделитель" ное кольцо установлено на валу с702205 СоставительТехред О.Ждр ароши едак Тираж 1139 ЦНИИПИ Государствпо делам изобре 13035 Москва Ж,Заказ 75 5 жгород, ул. Проектная,4 ФилиалПа н возможностью вращения и осевого перемещения с валом,3. Уплотнение по пп.1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что в валу выполнены радиальные отверстия в зоне расположения первого комплекта, сообщенные с колЪцевым каналом. 4. Уплотнение по пп.1-3, о т л ич а ю щ е е с я тем,что вал подпружннен с возможностью перемещения в осевом направлении.Источники информации,5,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ Р 1.921.795кл. 47 К, 22/80, 1960В. Анощкоейко Коюректор:4 ЮШа авшПодписноенного комитета СССений и открытийРаушская наб. д