Контактное уплотнение

СОЮЭ СОВЕТСНИХсэамлпьисиикРЕСПУБЛИН зш Р 16 3 15 26 ОПИСАНИК ИЗОБРЕтенйя и К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,фь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР 1 ТИЙ(56) 1, Патент США Мф 2365065,кл. 277-44, 1965.2, Авторское свидетельство СССР9 761776, кл. Р 16 3 15/32, 198(54)(57) 1, КОНТАКТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ,содержащее вал, установленное в корпусе и зафиксированное от проворотасегментное кольцо, выполненное изотдельных сегментов со смещенными в ЯО, 1093848 А окружном направлении стыками, снабженное уплотнителем стыков, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения трудоемкости при изготовлении, повьпдения герметичности и надежности в работе, уплотнитель стыков и сегментное кольцо выполнены в виде соосных цилиндров, при этом сегменты на валу и уплотнитель стыков на сегментном кольце размещены с натягом.2. Уплотнение по п,1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что между торцами сегментного кольца, уплотнителя стыков и торцом корпуса установлены сферические кольца.848 1093Изобретение относится к уплотнительной технике.Известно контактное уплотнение,содержащее установленные в корпусеи зафиксированные от проворота сегментные кольца со смещенными в окружном направлении стыками 1.1 ) .Недостатком уплотнения являетсяналичие радиальной утечки через стыкисегментов второго кольца сверху. 10Известно также контактное уплотнение, содержащее вал, установленноев корпусе и зафиксированное от проворота сегментное кольцо, выполненное из отдельных сегментов со смещенными в окружном направлении стыками,снабженное уплотнителем стыков, который выполнен в виде гибкой сплошнойвтулки, изгибаемой при установке навыступах сегментов2 3.20Недостатками известного контактно"го уплотнения являются большая трудоемкость в изготовлении и низкая на;,дежность при увеличении динамическихнагрузок, воздействующих на уплотнитель, вследствие чего происходитраскрытие стыков между сегментами иторцом корпуса.Цель изобретения - сокращениетрудоемкости при изготовлении, повышение герметичности и надежности вработе,Поставленная цель достигается тем,что в контактном уплотнении, содержащем вал, установленное в корпусе изафиксированное от проворота сегмент 35ное кольцо, выполненное из отдельныхсегментов со смещенными в окружномнаправлении стыками, снабженноеуплотнителем стыков, уплотнительстыков и сегментное кольцо выполненыв виде соосных цилиндров, при этомсегменты на валу и уплотнитель стыков на сегментном кольце размещены снатягом,45Кроме того, между торцами сегментного кольца, уплотнителя стыков иторцом корпуса установлены сферические кольца.Уплотнение снабжено разрезнымкольцом, внутренний диаметр которогоравен наружному диаметру сегментногокольца, а прорезь разрезного кольцасмещена относительно щелей сегментного кольца на некоторый угол вокружном направлении. Кроме того,55разрезное и сегментное кольца могутбыть выполнены в виде цилиндров совстречными прорезями, смещенными в каждом иэ цилиндров относительно друг друга, а разрезное кольцо снабжено натяжным устройством, например, в виде винтовой пары.Встык между торцом корпуса и торцами сегментного и разрезногО колец установлены сферические шайбы.На фиг, 1 изображено уплотнйние продольный разрез; на фиг. 2 - торцы сегментного кольца и уплотнителя стыков в сборе;.на фиг. 3 - торцовый фиксатор, аксонометрическая проек;,ия; на фиг. 4 - сегментное кольцо и уплотнител ь стыков , аксонометрическая проекция; на фиг.5 - уплотнитель стыков и сегментное кольцо, выполненные в виде цилиндров со встречными прорезями; на фиг.б - торцы сегментного кольца и уплотнителя стыков, когда сегментное кольцо выполненно в виде цилиндра со встречными прорезями, а уплотнитель стыков снаружи стянут браслетной пружиной; на фиг. 7 - элементы уплотнения, аксонометрическая проекция.На валу 1, например, турбомашины или насоса установлено сегментное кольцо 2, выполненное, например, из трех или более отдельных сегмен+ тов 3 со ступенчатыми стыками, образующими цели 4 при посадке сегментов на вал(фиг.1,2 и 4).На наружный диаметр сегментного кольца 2 установлен уплотнитель стыков - кольцо 5, снабженный сквозным разрезом 6. Внутренний диаметр уплотнителя выполнен равным наружному диаметру сегментного кольца 2. Для создания радиальной силы прижатия сегментов 3 сегментного кольца 2 к валу 1 уплотнитель стыков снабжен стяжным устройством, например, в виде двух фланцев 7 и 8, стянутых винтом 9. Фланцы 7 и 8 могут быть стянуты другим устройством, например пружинным элементом или контровочной проволокой и т.п. Для придания уплотнителю стыков пружинящих свойств оно может быть снабжено встречными прорезями 10 и 11 с образованием между ними гибких перемычек 12. На торцах сегментного кольца 2 и уплот" нителя 5 выполнены торцовые пазы 13 и 14.для фиксации этих колец от проворота в окружном направлении торцовой пружиной-фиксатором 15, выступы 16 и 17 которой смещены относительно друг друга на некоторый угол и20 3 10938 придают ей пружинящие свойства. Выступы 16 входят в пазы 3 и 14 колец 2 и 5, а выступы 7 входят в пазы 18 в корпусной детали - крышке уплотнения, препятствуя повороту колец 2 и 5 в окружном направлении, одновремен 5 но прижимая их к торцу 19 корпуса 20. Для предотвращения образования щелей между торцами колец 2 и 5 и торцом 19 между этими элементами установлены сферические шайбы 21 и 22. При нарушении перпендикулярноститорца 19 к оси вала, вызванном неправильным монтажом, отклонениями формы15детали при производстве, прогибамивала в работе, сферические шайбы поворачиваются по сферическим поверхностям и смещаются в радиальном направлении, подстроившись под новоеположение вала. При этом в стыкахэтих деталей щели не образуются иутечки уплотняемой жидкости невозрастают.На фиг. 5 изображен вариант вы 25полнения сегментного кольца и уплотнителя стыков со встречными прорезями. Выполнение сегментного кольцаи уплотиителя стыков из отдельныхсегментов 3 отличается повышеннойтрудоемкостью из-за того, что требуется высокая точность изготовленияступенчатых стыков и их плотнойпригонки друг к другу и к торцу 19корпуса 20. Отклонения в производстве при изготовлении этих элементов З 5ведут к увеличению утечек по неприлегающим элементам. Разбивка сегментного кольца на сегменты осуществлена встречными прорезями 23и 24. В этом случае автоматически 40получается идеальная стыковка соседних сегментов и идеальная герметичность по стыковым элементам этих сегментов,На фиг. 6 и 7 изображен предпочти тельный вариант выполнения сегментного и разрезного колец. Сегментноекольцо 2 выполнено из одного сплош-,ного цилиндра, в кстором выполненывстречные щели 23 и 24. Внутренний 50диаметр сегментного кольца с небольшим отклонением, преимущественнодопуск в тело, кольца 2, равен диаметру вала 1. Внутренний диаметр уплотнителя стыков выполнен равным наружному диаметру сегментного кольца 2,В кольце 5 сделаны пропилы под пазы 13, под выступы 16 пружины-фикса 48 4тора 15 и ото гнуты о граничители 25 минимум по три с каждой стороны кольца, После термообработки и окон- чательной доработки в кольце 5 выполнен сквозной разрез 6, Снаружи на кольцо 5 одета произвольной формы кольцевая пружина, например браслетная пружина 26. Пружина 26 прижимает кольцо 5 к кольцу 2, а последнее к валу 1.При изготовлении уплотнения сегментное кольцо 2 притирается по валу 1, кольцо 5 внутренним диаметром притирается по наружному диаметру кольца 2, торцы колец 2 и 5 по торцу шайбы 21, а сфера 21 по сфере 22 , .торец кольца 2 по торцу 9 корпуса 20, Эти операции предназначены для лучшего прилегания этих элементов друг к другу и уменьшения утечек через эти элементы в микронеровностях их поверхностей,Уплотнение собирают следующим образом. Располагают вал машины вертикально. Устанавливают сферические шайбы 21 и 22 на торец 19. Одевают на вал 1 кольца 2 и 5, предварительно собранные, Регулируют натяжение пружинных элементов, добиваясь требуемого прижатия сегментного коль-. ца 2 к валу 1. Устанавливают кольца 2 и 5 до упора в шайбы 21 и 22Устанавливают пружину-фиксатор 15, добиваясь попадания выступов 16 в пазы 13 и 14. Устанавливают крышку уплотнения, добиваясь совпадениявыступов 17 и пазов 18 крышки уплотнения. При работе машины кольца 2и 5 прижаты в осевом направлении кшайбам 21 и 22 перепадом давления ипружиной-фиксатором 15 к торцу 19,обеспечивая уплотнение всех стыков.При этом эона контакта вала 1 с сегментньм кольцом 2 охлаждается и смазывается уплотняемой жидкостью черезнесквозные щели 23 ( по всей длинещели 23 ), что улучшает тепловойрежим в зоне контакта, так как щели 23 имеют длину, почти равную ширине зоны контакта. Такое выполнениеэлементов уплотнения позволяет снизить утечки и увеличить герметичностьи надежность уплотнения даже в условиях повышенных прогибов вала, повышенных перекосов элементбв корпусаотносительно вала, погрешностей изготовления элементов уплотнения,31093848Выполнение сегментного и раз- и резного колец в виде цилиндров со м встречными прорезями значительно сок- э ращает трудоемкость изготовления уп- ж лотнения и его стоимость при одно В временном увеличении герметичности в элементов стыка соседних сегментов, т Выполнение внутреннего диаметра колЬца равным диаметру вала и внутреннего диаметра разрезного кольа 5 равным наружному диаметру сегентного кольца 2 улучщает прилегание тих элементов друг к другу, а таке снижает утечки через уплотненив, ыполнение сегментного кольца 2 СО стречными щелями 23 и 24 улучшает епловой режим зоны контакта коЛЬца 2 с валом 1 за счет более протяженных щелей 23 по сравнению с щелями 4 .10 (фиг,4 1 при выполнении сегментрв 3в виде отдельных элементов кольца 2.,1093848Фиг,7Составитель 1 О.КибиткинРедактор О.Бугир Техред И.Метелева Корректор А.ТяскоЗаказ 3400/30 Тираж 913 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4