Торцовое уплотнение

Союз Советских Социапистических Республик(23) Приоритет -Опубликовано 23.08,81,Бюллетень Йо 31Дата опубликования описания 23,0881 51)М. Кл,з Г 16 ,) 15/34 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к устройствам для герметизации вращающихся валов и может использоваться при герметизации абразивных газовых сред, например узлов выходных валов горных машин.Известно торцовое уплотнение, выполненное в виде образующих торцовую пару подвижных и неподвижных уплотнительных колец, охваченных прижимающнми их один к другому эластичными кольцами 11.Недостатком такого уплотнения является сложность конструкции уплотни тельных колец, так как в одном материале необходимо обеспечить трудносочетаемые свойства износостойкость, коррозионную стойкость, заданные теп. - лофизические свойства и т. и.20Известно торцовое уплотнение, в котором для повышения надежности работы уплотнения наружные периферийные участки уплотнительных колец в тех местах, где они соприкасаются с эластичными кольцами, раздельно покрыты защитным покрытием, обладающим водоотталкивающими свойствами 2 ).Недостатком такого уплотнения является невысокая надежность уплотне- ЗО ния из-за старения эластичных колец,поглощающих тепло из зоны трения,Известно также торцовОе уплотнение, в котором для исключения поглощения тепла эластичными кольцами наконусные внешние поверхности уплотнительных колец, контактирующие с эластичными кольцами, нанесено покрытие,обладающее теплоизоляционными свойствами 3 ),Однако такое техническое решениене обеспечивает необходимой надежности уплотнения.Известно торцовое уплотнение, фрикционный контакт уплотнительных колецкоторых образован эластичными кольцами, расположенными между коническимиопорными поверхностями уплотнительныхколец и корпуса, при этом на фрикционных поверхностях уплотнительных колец выполнено износостойкое покрытие 14 1Однако при герметизации абразивныхгазовых сред в условиях угольных шахтв горных машинах уплотнения подвергаются воздействию арессивной внешнейсреды, что ведет к абразивному износууплотнительных колец от ударного воздействия пылевых частиц породы оченьвысокой твердости а также к коррозииот влажного воздуха, воды, вредных примесей; возникновение вибраций ведет к возможности кратковременных раскрытий стыков между эластичными и уплотнительными кольцами; наличие повышенного окисления при нагреве деталей в условиях длительной работы снижает долговечность уплотнительных и эластичных колец.Кроме того, уплотнение обладает тем недостатком, что в условиях влажной газовой среды и вибраций происходит износ не только поверхности трения, то и эластичных колец. Это связано с тем, что для хорошей передачи крутящего момента уплотнительным кольцам необходимо большое сжатие эластичнык колец, которое недопустимо, так как в свою очередь, приводит к неоправданному повышению нагрузки на поверхность трения уплотнительных колей и, как следствие, повышенный из нос .ч низкая долговечность уплотнения. При небольшом сжатии, определяемым требуемым уровнем герметичности и долговечностью уплотнения, вследствие вибраций и влажной абразивной среды, происходит проскальзывание эластичных колец по уплотнительным кольцам, что ведет к их обоюдному изнашиванию.Цель изобретения - повышение надежности и долговечности уплотнения в условиях абразивной газовой среды.Поставленная цель достигается тем, что покрытие выполнено по всей поверхности уплотнительных колец, взаимодействующих с абразивной газовой средой и по конусным поверхностям, взаимодействующих с эластичными кольцами, при этом покрытие выполнено из окиси металла.На Фиг. 1 изображен общий вид узла с торцовым уплотнением, осевой 40 разрез;на Фиг.2 - торцовое уплотненйе.Торцовое уплотнение состоит из уплотнительных колец 1 и 2, Фрикционный контакт 3 которых образован эластичными кольцами 4 и 5: Эластичные кольца 4 и 5 расположены между коническими опорными поверхностями 6 и 7 уплотнительных колец 1 и 2 и корпуса 8. На уплотнительных кольцах 1 и 2 выполнено покрытие 9 из окиси металла по всей поверхности, взаимодействующей с абразивной газовой средой и эластичными кольцами 4 и 5, а именно на фрикционных поверхностях 10, наружных периферийных поверхностях 11 и конусных поверхностях 6, Крутящий момент от вала 12 через переходную втулку 13 и эластичное кольцо 5 передается на подвижное уплотнительное кольцо 1. Неподвижное уплотнительное кольцо 2 через другое эластичное коль-Я цо 4 связано с крышкой 14,корпуса 8. Давление на фрикционный контакт 3 создается за счет требуемого обжатия колец 4 и 5. Покрытие 9 из окиси металла позволяет обеспечить за счет Я определенной пористостии шероховатос" ти йадежную передачу крутящего момента за счет высокой сцепляемости (адгезии) эластичных колец 4 и 5 и покрытия 9 даже при небольшом их обжатии. Небольшое обжатие эластичных колец 4 и 5 приводит к низкому давлению йа фрикционный контакт 3, вследствии чего при высокой износостойкости покрытия 9 из окиси металла уплотнение обладает высокой долговечностью. Кроме того, покрытие из окиси металлапозволяет предотвратить старение эластичных колец за счет низкого коэффициента теплопроводности, а также вредное влияние ударного воздействия абразивной среды, за счет высокой твердости. При этом жесткость фрикционного контакта, образованного данным покрытием, выше встречающихся горныхпород, что обеспечит высокую герметичность по отношению к абразивной среде.Как показывают специальные исследования,наиболее оптимальным для горно- шахтного оборудования является применение в качестве покрытия окиси алюминия АВр О,При этом,для обеспечения наибольшей износостойкости диаметр гранул на фрикционных поверхностях должен быть равен 10-20 мкм,а для обеспечения наибольшей сцепляемости эластичных колец с уплотнительными кольцами,диаметр гранул на конусных поверхностях должен быть равен 30-40 мкм.Использование предлагаемого торцового уплотнения позволяет с высокойнадежностью и долговечностью герметизировать узлы машин, работающих в абразивной газовой среде, в особенности в шахтных условиях;формула изобретенияТорцовое уплотнение преимущественно для абразивных газовых сред, Фрикционный контакт уплотнительных колецкоторых образован эластичными кольцами, расположенными между коническимиопорными поверхностями уплотнительныхколец и корпуса, при этом на фрикционных поверхностях уплотнительных колец выполнено износостойкое покрытие,о т ли ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения надежности и долговечности, покрытие выполнено по всейповерхности уплотнительных колеп, взаимодействующих с абразивной газовойсредой и по конусным поверхностям,взаимодействующих с эластичными кольцами, при этом покрытие выполнено изокиси металла.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США У 3073689,кл. 277-92, 1963.2. Патент СССР Р 372842,кл. Г 16 3 15/16, 1971.3. Патент США 9. 3547452,кл, 277-92, 1970,4. Патент США Р 3086782,кл. 277-92, 1963.