Торцовое уплотнение для гидроабразивных и полимеризующихся сред

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 15 П ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ аев,радск кон- ского о ССС1971 СССР980 нич"С 54) (57) ИДРОАБР РЕД, вк другом ающееся ое чере орпусе,ДЛЯИХСЯе друг евра- вленвтрения ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Дзержинский филиал Лениго научно-исследовательскогострукторского института химимашиностроения(прототип). ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕЗИВНЫХ И ПОЛИМЕРИЗУЮЩючающее контактирующаксиально-подвижноекольцо трения, устанвторичное уплотнении вращающееся кольцо 801121526 герметично укрепленное на валу, срество для защиты вторичного уплотне-,ния, установленное между корпусом инаружным диаметром невращающегосякольца трения, образующее со сторонвторичного уплотнения полость, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения надежности и ресурса работы уплотненйя, в корпусе выполнена ступенчатая расточка, в которой установлен поршень со штокомсо сквозным каналом, причем .поршенрасположен герметично в расточкебольшего диаметра, а ;шток выполнев виде фильтра и расположен герметно в расточке меньшего диаметра, иэтом поршневая полость сообщена сполостью со стороны вторичного уплотнения, а полость между торцовымиповерхностями поршня, обращенными всторону меньшего диаметра расточки,и расточки сообщена с уплотняемойсредой.Изобретение относится к уплотнениям вращающихся. валов насосов, машин и аппаратов химической и другихотраслей промышленности, преимуще"ственно для гидроабразивных и полимериэующихся сред. 5Известно торцевое уплотнение длягидроабразинных сред, включающееустановленное на валу вращающеесякольцо тренин с нагнетателем,невра,щающееся. кольцо трения, установленное 0через вторичное уплотнение н корпусе.В этом уплотнении на невращающемсякольце установлено фильтрующее кольцо, прикрывающее своей внутреннейповерхностью выходы каналов, связанных с торцевой поверхностью и вторичным уплотнением, а наружной и торцевой стороной упирающееся в корпусНедостатком известной конструкции является то, .что ненращающееся .20кольцо является аксимально-подвижными фильтрующееся кольцо должно бытьустановлено с зазором относительноненращающегося кольца трения. Поэтомупо зазору к вторичному уплотнению и 25торцевой поверхности колец тренияпопадают абразивные частицы, чтоуменьшает надежность работы торцовогоуплотнения. Нагнетатель увеличиваетскорость забивания каналов и зазоровабразивом.Недостатком является и то, что даже при идеальной установке невращающегося кольца трения относительноФильтрующего кольца фильтрующее кольцо через определенный промежуток времени забивается абразивом, И в одном,и в другом случае невращающееся коль"цо теряет аксиальную подвижность, чтоприводит к разгерметизации уплотнения, Изменяется также коэффициент 40разгрузки пары трения, а следовательно, удельное давление н паре, и,как следствие, происходит разгерметизация уплотнения,Наиболее близким к изобретению 45является торцовое уплотнение, нклю"чающее вращакицееся и ненращающеесякольца трения, установленные черезвторичные уплотнения в корпусе иобойме, средство для защиты от абраэивных частиц. Средство для защитыот абразивным частиц выполнено ввиде кольцевой эластичной манжеты8-образного профиля, один конецкоторой закреплен с помощью браслетной пружины по наружной поверхностиманжеты на корпусе уплотнения, адругой - по внутренней поверхностиманжеты на кольце трения, Это средство увеличивает ресурс и надежностьработы уплотнения в гидроабразивныхи полимеризующихся средах, так какфильтр, образованный на одной изкромок манжеты, не контактирует сабразивной средой постоянно. Времяего работы увеличивается по сравнению 65 с фильтрами прямого действия открытого типа 12 3/Недостатки данной конструкциизаключаются в том, что с течениемвремени этот Фильтр забивается. Время работы данного Фильтра ограничивает также его малая рабочая поверхность, После забивания фильтра абра"зивной и полимеризующейся средойкоэффициент разгрузки(т.е. Удельнаянагрузка на поверхность трения) изменяется. Радиальная н аксиальнаяподвижности колец трения уменьшаются. Это приводит к разгерметизацииуплотнения,Цель изобретения - повышение надежности и ресурса работы уплотнения.Поставленная цель достигается тем,что н торцовом уплотнении для гидроабразивных и полимеризующихся сред,включающем контактирующие друг с другом аксиально-поднижное ненращающеесякольцо трения, установленное черезвторичное уплотнение в корпусе, ивращающееся кольцо трения, герметичноукрепленное на валу, средстно для за"щиты вторичного уплотнения, установленное между корпусом и наружнымдиаметром невращающегося кольца трения, образующие со стороны вторичного уплотнения полость, в корпусевыполнена ступенчатая расточка, вкоторой установлен поршень со штокомсо сквозным каналом, причем поршеньрасположен герметично в расточкебольшего диаметра, а шток выполненв ниде фильтра и расположен герметично в расточке меньшего диаметра,при этом поршневая полость сообщенас полостью со стороны вторичного уплотнения, а полость между торцовымиповерхностями поршня, обращеннымин сторону меньшего диаметра расточки,и расточки сообщена с уплотняемойсредой.На фиг.1 изображено предлагаемоеуплотнение, когда фильтр находитсяв рабочем состоянии, раэреэ 1 наФиг.2 - то же, когда поршень с Фильтром занял новое положение н результате забивания части фильтра.Уплотнение состоит из корпуса 1,на котором установлена крышка 2.Ненращающееся аксиально-поднижноекольцо трения 3 через вторичное уплотнение 4 установлено в крышке корпуса.На валу 5 герметично закрепленовращающееся кольцо трения б, Кольцотрения 3 прижимается к кольцу тренияб пружинами 7. Между крышкой 2 и коль.цом трения 3 установлено средстводля защиты вторичного уплотнения ввиде мембраны 8, Мембрана 8 установлена через прокладки 9 и 10 иприжимается шайбами 11 и 12 к крышке 2 и кольцу трения 3. Мембрана 8через шайбы 11 и 12 прижимается к10 крышке 2 и кольцу трения 3 винтами13. На мембране 8 выполнены гофры14, Образованная мембраной 8 полость15 со стороны вторичного уплотнениясообщена с отверстием 16 с полостью17. В полости 17 через вторичноеуплотнение 18 установлен поршень19 со сквозным каналом. В поршень19 вмонтирован полый фильтр 20 диаметром , меньшим, чем диаметрпоршня 19. Полый фильтр 20 черезвторичнбе уплотнение 21 установленв полости 22. Полость 17 закрытакрышкой 23. 1 - эона первоначального контакта фильтра с уплотняемойсредой.11 и.111 - зоны последующих 15контактов Фильтра с уплотняемой средой,Уплотнения работа заключаетсяв следующем.Полость насоса, аппарата и 20т.д. заполняется гидроабразивнойили полимеризующейся средой. Проходя.через полый фильтр 20 чистая жидкость, отделенная от твердых частицабразива или полимеризующихся частиц,25заполняет полости 22, 17 и 15. Давление уплотняемой среды и очищеннойжидкости в полостях 22, 17 и 15 становится равным. Заполнение полостей22, 17 и 15 можно осуществить черезполость 17, вывернув крышку 23 иличерез проделанное в ней отверстиеПружины 7 и давление уплотняемойсреды, равное давлению в полости 15,прижимают аксиально-подвижное невращающееся кольцо трения 3 к герме- З 5тично укрепленному по валу 5 вращающемуся кольцу трения б. Герметизациявращающегося вала 5 осуществляется поторцовым поверхностям колец трения 3и б. Абразив и полимер среды не влияют на работу вторичного уплотнения4. Зазоры сопряжения невращающегосякольца трения 3 и крышки 2 не забивачются. Гофрированная мембрана 8 даетвозможность кольцу трения 3 совершать аксиальные и радиальные перемещения, сохраняя плоскопараллель.ность трущихся поверхностей колец3 и 6. При забивании первоначальной зоны 1 полого Фильтра 20 при контакте с уплотняемой средой и умень шении давления в полости 15 н полостях 17 и 22 за счет разности диаметров поршня 19 и полого Фильтра 20, а также за счет разности давления между уплотняемой средой и давлением очищенной жидкости в полостях 17,22 и 15, происходит перемещение поршня 19 внутрь полости 17. Вместе с поршнем 19 происходит перемещение полого фильтра 20.из полости 22, В контакт вступает эона 11 фильтра 20, затем зона .111 и так далее, Одновременно уменьшается общий объем полости 15 и полостей 17 и 22. Давления в полости 15 и уплотняемой среды сравниваются. Уплотнение работает с постоянной нагрузкой на поверхности трения. При уменьшениидавления уплотняемой среды по отношению к давлению в полости 15 черезполый Фильтр 20 происходит утечкаочищенной жидкости иэ полости 15 иполостей 17 и 22 в уплотянемую среду с частичной промывкой пологоФильтра 20, Давление в разделенных Фильтром 20 полостях сравнивается, Уплотнение работает в .расчетном режиме. В поршне 19 предусмотрена внутренняя резьба для монтажа и замены поршня 19 с вмонтированным в нем полым фильтром 20.Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает надежную работу торцового уплотнения в гидроабразивной и полимериэующейся средах. Твердые частицы абразива и полимера не влияют на работу вторичного уплотнения, обеспечивая аксиальное и радиальное перемещение кольца трения. Поршень с вмонтированным в. нем полым фильтром меньшего диаметра обеспечивает включение новых зон фильтра при засорении старыхи уменьшение объема полости перед вторичным уплотнением, что обеспечивает постоянную расчетную нагрузку на поверхность трения колец. Все зто обеспечивает увеличение надежности ресурса работы предлагаемого уплотнения в гидроабразивной и полимериэующейся среде.