Замораживаемое уплотнение

О П И С А Н И Е ,)918611ИЗЬБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Заявите 54) ЗАМОРАЖИВАЕМОЕ УП,ЛОТНЕНИЕ Целью и эффективно уменьшение Для дос сальника в штока, раз обращенная Кроме т охлаждающзобретения является повышение сти охлаждения зоны уплотнения, габаритов устройства.тижения этой цели в коробкенепосредственной близости от мещена кольцевая термобатареяхолодными спаями к штоку. ого, коробка сальника снабжена ими ребрами. Изобретение относится к машиностроению, в частности к арматуростроению, и может быть использовано для уплотнения штоков трубопроводной арматуры, предназначенной для работы на жидкометаллических средах.Наиболее близкой к предлагаемой является конструкция замораживаемого уплотнения задвижки, предназначенной для работы на жидком натрии, которая содержит корпус, шток, проходящий через корпус и коробку сальника, образованную корпусом и штоком, охлаждаемую с помощью ребристой рубашки и заполняемую затвердевшим натрием, В известной конструкции затвер- девание уплотняющей среды в коробке сальника осуществляется за счет отвода тепла с оребренной поверхности корпуса естественной или вынужденной конвекцией охлаждающей среды и излучением 1.Недостаток известной конструкции состоит в том, что величина отводимого потока тепла, необходимого для затвердевания уплотнения, практически не поддается регулированию вследствие высокой инерционности системы охлаждения. В то же время тепло, подводимое по штоку со стороны рабочей среды, может увеличиваться при подъеме штока за счет перемещения в зону уплотнения более нагретых участков штока. При больших рабочих ходах и скоростях перемещения штока в зону уплотнения подводится тепловой поток, превышающий отводимый поток, необходимый для затвердевания, что приводит к кратковременному размораживанию и к выносу уплотняющего металла В окружающую среду. Кроме того, применение оребренных поверхностей для съема необходимого количества тепла приводит к увеличению габаритов конструкции как в осевом, так и в радиальном направлении.1 О 1 29 25 Формула изобретения З 5 4 О 45 5 О 55 Для уменьшения усилия, необходимого для перемещения штока, между штоком и холодными спаями термобатареи установлена втулка с внутренними, ребрами, плотно примыкающими к поверхности штока.Для удаления с поверхности штока затвердевшей уплотнительной среды и окислов при перемещении штока, ребра втулки выполнены в виде параллельно расположенных колец, плоскость которых перпендикулярна оси штока.На чертеже изображен узел замораживаемого уплотнения, разрез.Узел уплотнения имеет корпус 1, внутри которого проходит шток 2. Между корпусом и штоком образована коробка сальника 3, заполненная затвердевшей уплотняющей средой 4. В коробке сальника размещена кольцевая термобатарея 5, обращенная холодными спаями 6 к штоку, а горячими спаями 7 к стенке коробки сальника 3, и опирающаяся в дно коробки сальника. Между термобатареей 5 и штоком 2 установлена втулка 8 с кольцевыми ребрами 9. Ограничение перемещения термобатареи 5 в осевом направлении осуществляется при помощи фланца 10. Прокладка 11 служит для герметизации разъема между фланцем 10 и корпусом 1, Термобатарея 5 через токопроводящие элементы связана с источником постоянного тока, в качестве которого может быть использован полупроводниковый термоэлектропреобразователь, установленный горячими спаями на корпусе в зоне температур, превышающих температуру затвердевания уплотняющей среды. В рабочем положении уплотняющая среда 4 в жидком состоянии проникает через зазор по штоку 2 в коробку сальника 3 и заполняет ее до определенного уровня по высоте. Одновременно уплотняющая среда 4 охлаждается и затвердевает. Постоянный ток от источника подается к термобатарее 5 в направлении, при котором на холодных спаях, обращенных к штоку 2, поглощается тепло, отводимое от затвердеваюшего уплотнителя 4 в зазоре между штоком 2 и втулкой 8. Тепло, выделенное в горячем спае 7 термобатареи, отводится через стенку коробки сальника 3 в окружающую среду, Охлаждение и затвердевание уплотнителя 4 в зазоре между термобатареей 5 и стенкой коробки сальника 3 осуществляется за счет отвода тепла в окружающую среду. Для предотвращения протечки уплотняю щей среды 4 в жидком состоянии в зазоре между термобатареей 5 и стенкой коробки сальника 3 служит прокладка 10. Интенсивность охлаждения уплотняющей среды в зазоре между штоком и термобатареей при перемещении штока регулируется путем изменения величины подводимого к термобатарее постоянного тока, что не вызывает технических и экономических затруднений.Термобатарея обеспечивает равномерное и надежное затвердевание уплотняющей среды по всей длине коробки сальника, так как отвод тепла в зазоре шток - термобатарея осуществляется при температурах ниже температуры окружающей среды,В связи с тем, что для обеспечения герметичности в широком диапазоне перепадов давлений, требуется незначительная толщина затвердевшего кольца, отпадает необходимость в оребрении участка охлаждения на протяженности, превышающей длину коробки сальника, которая равна толщине затвердевшего кольца. Наряду с уменьшением протяженности оребрения уменьшаются размеры самих ребер, Указанный эффект дает возможность снизить металло- емкость и строительную длину арматуры.Наличие втулки с кольцевыми ребрами, примыкающими к поверхности штока, плоскость которых перпендикулярна оси штока, увеличивает сцепление затвердевшей уплотняюшей среды с неподвижными элементами уплотнения, уменьшает поверхность контакта между штоком и уплотняющей средой и, таким образом, уменьшает усилие, необходимое для перемещения штока.Кроме того, кольцевые ребра, плотно примыкающие к поверхности штока, способствуют очищению поверхности штока от налипаюших на шток окислов. 1, Замораживаемое уплотнение, содержащее корпус, шток и охлаждаемую коробку сальника, заполненную уплотняющей средой в твердом состоянии, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения и уменьшения габаритов уплотнения, в коробке сальника в непосредственной близости от штока размещена кольцевая термобатарея, холодные спаи которой обращены к штоку.2. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что, с целью снижения усилия перемещения штока, между последним и холодными спаями термобатареи размещена втулка с ребрами, примыкающими к поверхности штока.3. Уплотнение по п. 2, отличающееся тем, что, с целью очистки штока при его перемещении, ребра втулки выполнены в виде параллельно установленных колец, плоскости торцов которых перпендикулярны оси штока. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент франции2161131,кл. Г 25 0 31/00, опублик. 1974.Г. Шас ши елам и сква, Ж Патен Редактор Л. ПовханЗаказ 21;196/16ВНИИПпо113035, МФилиал ППП СоставительТехред А. БойТираж 981ударственногозобретеннй- 35, Раут, г. Ужго уренкоКорректор М: ШПодписноекомитета СССРи открытийшская наб., д. 4/5од, ул. Проектная, 4