Торцовое уплотнение

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик1987241ло делам лзобретений и атлрмтийДата опубликования описания 17.01.83Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения(54) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ Гаса(длрстеенлый кемнтет (23) П23 Приоритет -Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности.Известно торцовое уплотнение, включающее подвижное и неподвижное кольца трения, выполненные состоящими из металлической обоймы с запрессованным в нее антифрикционным кольцом и поджимаемые друг к другу пружинами. Герметичность соединения - антифрикционное кольцо - металлическая обойма и вращающееся кольцо осуществляется прессовой посадкой по узкому пояску, расположенному в центре (по оси) поперечного сечения 1 .Недостатками данного уплотнения являются искажение формы в стыке колец при наличии температурного градиента по сечению антифрикционного кольца, обуславливающего появление скручиваюших моментов, образование конфузорных и диффузорных щелей, а также то, что вращающиеся и неподвижные кольца различны по форме, конструкции и отношению к температурным градиентам - все это ухудшает герметичность уплотнения и снижает его надежность особенно в двойных торцовых уплотнениях при знакопеременных колебаниях давлений затворной жидкости и уплотняемой среды. аппарата.Цель изобретения -повышение надежности работы уплотнения и повышение степени герметичности при переменных режимах работы (пусках, установившемся режиме, оста нов ка х и г. д.) .Поставленная цель достигается тем, чтометаллическая обойма выполнена сборной и состоит из бандажа, в котором запрессовано антифрикционное кольцо, опорного кольца и диска в виде мембраны установленного между тыльной поверхностью антифрикционного кольца и связанного по наружному диаметру с внешней поверхностью бандажа, а по внутреннему - с внутренней поверху ностью опорного кольца, причем антифрикционное кольцо выполнено симметричным относительно осей сечения. Такое выполнение металлической обоймы обеспечивает плотное прилегание колец 20по номинальной площади, компенсируя поворот сечения кольца и деформацию сечения кольца за счет деформирования диска при действии на него давления в случае, когда давление среды в аппарате большеФормула изобретения 55 давления затворной жидкости, а также при сбросе давления (т. е. в условиях знакопеременных давлений). При нагревании антифрикционпого кольца с бандажом за счет тепловыделения от трения и температуры в аппарате в силу разных коэффициентов линейного расширения (у углеграфитов коэффициент линейного расширения а = 4,0 - 5,0 10 6 1/град, а у стали 12 Х 18 Н 10 Т = 16,8 10 6 играл) силовые воздействия на антифрикционное кольцо со стороны бандажа снимаются. При этом рабочие поверхности стремятся занять свое исходное взаимоположсние, образуя при этом конфузорнук щель (противоположную диффузорной). Наличие же диска (мембраны), его деформирование и воздействие на антифрикционное кольцо от действия затворной жидкости обеспечивает полное прилегание рабочих повсрхпостей трения в пределах номинальной плоп 1 ади, при которой межконтактное пространство стыка, которое регламентирует утечку среды, сводится к минимуму, т. е. устаняются лиффузоры или конфузоры, и увеличивается число фактических точек контакта. Сохранение стабильного прилегания колец в пределах номинальной плоШади в различных режимах эксплуатации предотвращает раскрытие стыка уплотнительных колец, так как раскрывакщая сила в стыке постоянна независимо от изменения условий эксплуатации, что повышает надежность и степень герметичности уплотнения. Выполнение антифрикционного кольца симметричным относительно главных осей своди к минимуму ии вообше склюае появлсиис силовых скручивающих моментгв, лсформируюших кольцо и нарушающих плоскост ь гру щейся поверхности, так как равнодействующая сила направлена по оси симметрии.Кроме того, такое выполнение кольца позволяет сократить запасные части за счет использования кольца дважды путем его распрессовки и поворота с последуюшей за прессовкой.На фиг. 1 изображено уплотнение, общий вил, разрез; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1; па фиг. 3 - то же, при воздействии на кольцо трения давления; на фиг. 4 - узел 11 на фиг. 3,Торцовос уплотнение состоит из корпуса 1, опорного фланца 2, в которые установлены через эластичные кольца 3 и 4 неподвижные кольца 5 и 6. Поджатие вращающихся колец 7 и 8 к неподвижным кольцам 5 и 6 осуществляется с помощью пружин 9, которые установлены в гнезда обоймы 10, а герметизация по обойме - резиновыми кольцами 11 и 12. В конструкции уплотнения подвижные и неподвижные кольца трения взаимозаменяемы и состоят из антифрикционного кольца 13, запрессованного в металлический бандаж 14, а между тыльной поверхностью антифрикционного кольца и 5 10 15 20 25 ЭО 35 40 45 50 поверхностью опорного кольца расположен диск в виде мембраны 15, связанный при помощи сварных швов 16 и 17 по наружному диаметру с внешней поверхностью металлической обоймы, а по внутреннему - с внутренней поверхностью опорного кольца.Уплотнение работает следующим образом.После запрессовки антифрикционного кольца в металлический бандаж имеет место деформация рабочего стыка с образованием диффузорного зазора за счет деформации сечения кольцаЗатем притиркой ло сборки уплотнения рабочие поверхности колец доводятся до неплоскостности 0,0009 мк. В первом приближении можно считать, что контактирование рабочих поверхностей достигнуто в пределах номинальной плошади. После сборки и подачи в затворную камеру затворной жидкости на кольца со стороны бандажа действует давление затворной жидкости, образуя при этом также лиффузорную щель за счет деформации сечения кольца и его поворота относительно центра тяжести.При этом давление затворной жидкости действует на поверхность 18 диска (мембраны) 15 и за счет ее деформирования вокруг шарнира обеспечивает полное прилегание колец по номинальной плошади, компенсируя поворот кольца и деформацию сечения кольца.Таким образом, наличие диска (мембраны), расположенного между тыльной поверхностью антифрикционного кольца и поверхностью опорного кольца, его Леформирования и воздействия на антифрикционное кольцо от действия затворной жидкости обеспечивает плотное прилегание колец трения пр номинальной площади и, как следствие, высокую степень герметизации, компенсируя поворот сечения кольца и деформацию сечения кольца за счет деформирования лиска при действии на него давления в случае, когда давление среды в аппарате больше давления затворной жидкости, а также при сбросе давления.Технико-экономический эффект изобретения заключается в том, что плотное прилегание рабочих поверхностей колец в пределах номинальной плошади при различных режимах нагружения пары трения обуславливают равенство контурной номинальной плошади, при которой межконтактное пространство стыка, которое регламентирует утечку среды, сводится к минимуму, что повышает степень герметичности и надежность уплотнения. Торцовое уплотнение, включаюшее подвижное и неподвижное кольца трения, выполненные состояшими из металлической обоймы с запрессованным в нее антифрикционным кольцом и поджимаемые друг к другу пружинами, отличающееся тем, что, с целью повышения степени герметичности и надежности работы уплотнения, металлическая обойма выполнена сборной и состоит из бандажа, в котором запрессовано антифрикционное кольцо, опорного кольца и диска в виде мембраны, установленного между тыльной поверхностью антифрикционного кольца и поверхностью опорного кольна и связанного по наружному диаметру с внешней поверхностью бандажа, а по внутреннему - с внутренней поверхностью опорного кольца, причем антифрикционное кольцо выполнено симметричным относительно осей 5 сечения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе987241 77Составитель А Ополченцевнко Техред И. Верес Корректор М. Шароши Редактор Е. ЛазуренкоПодписное Заказ 10255 Л 8 Тираж 922 ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская на ., д.б, 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4