Упругий вторичный уплотнительный элемент

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Б Е 1615/3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОБРЕТЕНИЯ ИСА ЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ Шатаев ловЛенинградского и конструктор- машиностроейся тем, тороннем тво СССР73 (прототип)(54) (57) 1. УПРУГИЙ ВТОРИЧНЫЙ УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ, включающий уплотнительное кольцо из эластомерного материала, заключенное в полимерную оболочку, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и герметичности уплотнения, уплотнительный элемент выполнен в виде по крайней мере двух сое.7,ЯО1122850 диненных между собой в осевом направлении колец из эластомерного материала, различных в осевом сечении диаметров, осевое расстояние между центрами которых меньше суммы их радиусов, при этом меньшее пс диаметру сечения кольцо, расположенное со стороны агрессивной среды, заключено в полимерную оболочку.2. Элемент по и. 1, отличающи что, с целью его защиты при двусдействии агрессивной среды, он выполнен в виде двух соединенных между собой по оси колец, которые заключены в полимерные оболочки.3. Элемент по и. 1, отличающийся тем, что, с целью его защиты при двустороннем действии агрессивной среды, он выполнен в виде трех соединенных между собой по оси колец, выполненных из эластомерного материала, крайние из которых заключены в полимерные оболочки.Изобретение относится к торцовым уплотнениям вращающихся валов машин, аппаратов и насосов химической, нефтехимической и других отраслей промышленности преимущественно при работес высокоагрессивными средствами.Известно уплотнительное кольцо, в котором с целью улучшения механическогосцепления материалов уплотнительного ксдьца на внутренней поверхности фторопластовой оболочки в диаметральной плоскости выполнены выступы 11.Недостатком этого кольца является сложность изготовления фторопластовой оболочки. За счет выступов в той диаметральной плоскости, где происходит герметизация соединения и где требуется увеличениеэластичности, происходит ее снижение. Это уменьшает герметичность уплотнительного кольца. Увеличение жесткости кольца требует увеличения точности обработки самого кольца и сопрягаемых с кольцом деталей, что увеличивает трудоемкость изготовления торцового уплотнения. При монтаже и относительных перемещениях втулки и вала между которыми установлено уплотнительное кольцо, возможно его скручивание. Г 1 ри скручивании возможна установка уплотнительного кольца разъемомфторопластовой оболочки в сторону агрессивной среды, Все это уменьшает герметичность соединения. При биениях и смещениях вала возникают большие напряжения, действующие на уплотнительные кольца. Эти напряжения деформируют фторопластовые оболочки, что снижает герметичность, ресурс и надежность работы уплотнительных колец.Целью изобретения является повышение надежности работы и герметичности уплотнения.Указанная цель достигается тем, что упругий вторичный уплотнительный элемент, включающий уплотнительное кольцо из эластомерного материала, заключенное в полимерную оболочку, выполнен в виде покрайней мере двух соединенных между собой в осевом направлении колец из эластомерного материала, различных в осевом сечении диаметров, осевое расстояние между центрами которых меньше суммы их радиусов, при этом меньшее по диаметру сечения кольцо, расположенное со стороны агрессивной среды, заключено в полимерную 2 О 25 ЗО 35 4 О оболочку. С целью защиты упругого вторичного уплотнительного элемента при двустороннем действии агрессивной среды, он выполненв виде двух соединенных между собой по оси колец, которые заключены в полимерные оболочки.Кроме того, элемент может быть выполнен в виде трех соединенных между собой по оси колец, выполненных из эластомерного материала, крайние из которых заключены в полимерные оболочки.На фиг, 1 изображено уплотнение, разрезна фиг. 2 - упругий вторичный уплотнительный элемент торцового уплотнения на фиг. 3 - то же, при выполнении элемента из трех соединенных по оси колец с заключением крайних из них в полимерную оболочку; на фиг. 4 - упругий вторичный уцлотнительный элемент, сдеформированный при несоосности вала относительно корпуса и его биениях; на фиг. 5 - упругий вторич ный уплотнительный элемент торцового уплотнения, состоящий из двух соединенных между собой в осевом направлении колец, заключенных в полимерные оболочки.Упругий вторичный уплотнительный элемент 1 торцового уплотнения состоит из соединенных между собой в осевом направлении колец 2 и 3, выполненных из эластомерного материала. Кольцо 2, диаметр осевого сечения которого меньше, заключено в полимерную оболочку 4. й- радиус осевого сечения кольца 3; К - радиус осевого сечения кольца 2; О, - диаметр осевого сечения кольца 3; О - диаметр осевого сечения кольца 2 вместе с охватывающей его полимерной оболочкой 4. Опорное кольцо 5 установлено через упругий вторичный уплотнительный элемент 1 в корпусе 6 уплотнения. На валу 7 укреплена втулка 8. Во втулке 8 установлены пружины 9. Вращающееся кольцо 10 трения через упругий вторичный уплотнительный элемент 1 установлено на валу 7. Пружины 9 и давление уплотняемой среды поджимают вращающееся кольцо 10 трения к опорному кольцу 5 трения через шайбу 11.Диаметр осевого сечения кольца 3 01 больше или равен диаметру полимерной оболочки 4 О с заключенным в ней кольцом 2. Расстояние между центрами колец ОО меньше суммы их радиусов К 1+К. Упругий вторичный уплотнительный элемент работает следующим образом.Пружины 9 и давление уплотняемой среды прижимают вращающееся кольцо 1 О трения к опорному кольцу 5. Герметизация осуществляется по поверхности трения колец 5 и 1 О. Герметизация между вращающимся кольцом 10 трения и валом 7, а также между опорным кольцом 5 и корпусом 6 осуществляется упругим вторичным уплотнительным элементом 1 за счет его натяга между цилиндрическими поверхностями сопрягаемых деталей. Полимерная оболочка 4 защищает эластомерный материал уплотните.пьного элемента 1 от действия на него агрессивной среды, Кольцо 3 обеспечивает дополнительную герметизацию после полимерной оболочки 4 с заключенным в ней кольцом 2,Увеличение осевой жесткости упругого вторичного уплотнительного элемента 1 за счет кольца 3, выполненного заодно в осевом направлении с кольцом 2, исключает его скручивание при монтаже торцового уплотнения и относительных перемещениях сопрягаемых деталей, Полимерная оболочка 4 постоянно находится в рабочем положении, не изменяя своей формы. Исключение скручивания . уплотнительного элемента 1 увеличивает надежность и герметичность торцового плотнения. Кольцо 3 прижимает края полимерной оболочки 4 к кольцу 2, что предотвращает разъединение полимерной оболочки 4 с кольцом 2.При различного рода биениях и пере 15 косах вала 7 относительно корпуса 6 большую часть напряжений, возникающих при этом, воспринимает кольцо 3, что уменьшает действие напряжениЙ на полимерную оболочку 4. Это сохраняет форму полимерной оболочки 4 и обеспечивает постоянный натяг полимерной оболочки 4 с заключенным в ней кольцом 2 по сопрягаемым деталям. Диаметр кольца 3 в осевом сечении больше или равен диаметру полимерной оболочки 4 с заключенным в ней кольцом 2. 25 Увеличение диаметра кольца 3 позволяет воспринимать большую часть напряжений, возникающих при работе торцового уплотнения, кольцу 3, уменьшая напряжение на оболочку 4, Расстояние между центрами колец 2 и 3 0,0, меньше суммы их радиусов Й + Р, обеспечивает плавный переход соединенных между собой колец 3 и 2. При перекосах и биениях вала происходит перераспределение объема эластомерного материала из кольца 2 в кольцо 3 и наоборот, что сохраняет постоянный натяг полимерной оболочки 4 с заключенным в ней кольцом 2 по сопрягаемым деталям.Прн двустороннем действии агрессивных сред на уплотнительный элемент оно выполняется в виде трех соединенных между собой по оси колец. Кольцо 3 находится в середине, кольца 2 с краев. На кольца 2 устанавливаются полимерные оболочки 4. При такой конструкции обеспечивается двусторон. няя защита уплотнительного элемента 1 от действия агрессивных сред. С целью уменьшения осевых размеров уплотнительный элемент может состоять из двух соединенных между собой по оси колец 2, на которых устанавливаются полимерные оболочки 4.Все это повышает надежность работы и герметичность торцового уплотнения.Экономический эффект от изобретения достигается за счет увеличения срока службы уплотнения и уменьшения эксплуатационных издержек.1122856 МГ. СоГехр3 яраВНИИПИ Государствпо делам нзобр1 13035, Москва, Ж - 3лнал ППП Патенткь г ректор И1 исное енного комитета СССРетений и открытий5, Раугдскан наб., д. 4/5Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор И. Шул.Заказ 789/31 тавител КЭ. Гольскии ед И. Верее Кг ж 9" По