Торцовое уплотнение вала

(54) (57) 1. ТОРЦ ВАЛА, содержащее ное уплотнительные упорный подшипник ясок, причем подвиж ОВОЕодвижольцаи уплые их УПЛОТНЕНИЕ ное и неподвижразделенные на тнительный по- асти установле 22 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ПИСАНИЕ 3631 100/25-08 09.08.8323.10.84. Вюл. Н. А. Вахрамов Г. Новинский 62-762 (088.8) 1. Авторское св 09032, кл. Р 16 ны на общем перемещаемом относительно вала основании, а неподвижные размещены в корпусе через вторичные уплотнения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности уплотнения путем обеспечения плоскопараллельности уплотнительного стыка, между кольцами и соответственно корпусом и основанием, а также между подшипником и уплотнительным пояском подвижного кольца выполнены гибкие кольцеобразные перемычки, которые установлены соосно на среднем диаметре подшипника, причем кольца в месте установки вторичных уплотнений содержат упругозакрепленные выступы.2041 2. Уплотнение по и. 1, отличающееся тем, что между подшипником и уплотнительным пояском неподвижного кольца выполнена гибкая кольцеобразная перемычка. 3. Уплотнение по пп. 1 и 2, отличающеесятем, что, с целью обеспечения возможности 1Изобретение относится к машиностроению, а конкретнее к торцовым уплотнениям врагцающихся валов насосов, перекачиваюгцих жидкукх среду под высоким давлением.Известно торцовое уплотнение вращающегося вала с автоматически регулируемым зазором, содержагцее подвижное и неподвижное уплотнительные кольца. Рабочая поверхность кольца разделена на два пояска, один из которых является уплотнительнь 1 м, а другой - опорным и разделен радиальными канавками на ряд площадок, поверхности которых наклонены в сторону вращения вала и образуют с рабочей поверхностью вращающегося уплотнительного кольца гидродинамические клиньи, В этом уплотнении при вращении вала автоматически поддерживается и регулируется малый зазор между рабочими поверхностями уплотнигельных колец. Автоматическое поддержание и регулирование зазора достигается за счет действия гидродинамических сил, раскрываю ших стык уплотнения, при этом между рабочими поверхностями уплотнительных колец образуется стабильная жидкостная пленка, ,котор 1 препятствует непосредственному контакту рабочих поверхностей 11.Недостатком известного уплотнения явлется то, что вследствие жесткого крепления опорного пояска к основанию и основан к корпусу при воздействии высокого избыточного давления происходят значитель. ные яловые деформации корпусных де. талей и уплотнительного стыка, что приводит к искажению плоскопараллельного рабочего зазора, к снижению несущей способности упорного подшипника и, следовательно, надежности узла уплотнения в цеЦел ью и зоб рете ни я я вл я ется повышение надежности и долговечности уплотнения путем обеспечения плоскопараллельности уп. лотнительного стыка,Указанная цель достигается тем, что в торцовом уплотнении вала, содержащем подвижное и неподвижное уплотнительные кольца, разделенные на упорный подшипник и уплотнительный поясок, причем подвижные их части установлень 1 на общем перемешаерегулирования величины протечек, подшипник неподвижного кольца выполнен с возможностью перемещения вдоль оси относительно уплотнительного пояска, а в кор. пусе установлен регулировочный винт, соединенный с подшипником с помощью резьбового отверстия. мом относительно вала основании, а неподвижные размещены в корпусе, через вторич.ные уплотнения, между кольцами и соответственно корпусом и основанием, а также меж ду подшипником и уплотнительным пояскомподвижного кольца выполнены гибкие кольцеобразные перемычки, которые установлены соосно на среднем диаметре подшипника, причем кольца в месте установки вторичных О уплотнений содержат упругозакрепленныевыступы. Между подшипником и уплотнительнымпояском неподвижного кольца выполнена гибкая кольцеобразная перемычка.5 Кроме того, с целью обеспечения возможности регулирования величины протечек, подшипник неподвижного кольца выполнен с возможностью перемещения вдоль оси относительно уплотнительного пояска, а в корпусе установлен регулировочный винт, соединенный с подшипником с помощью резьбового отверстия.На фиг. 1 изображено торцовое уплотнение, продольный разрез; на фиг. 2 - второй вариант уплотнения; на фиг. 3 - тре тий вариант уплотнения; на фиг. 4 - сечение А - А на фиг. 1.Торцовое уплотнение содержит корпус1 с крышкой 2, проходящий внутри них вал 3, на котором установлена втулка 4 с кольцевой выточкой 5, в которую установлено на пружине 6 основание 7 уплотнения. На основании 7 установлены с помощью гибкой кольцеообразной перемычки 8 подвиж-ная часть 9 уплотнительного пояска 10 и нижняя подвижная часть 11 упорного подшипника 12, установленная также на гибкой кольцеобразной перемычке 13, Неподвижная часть 14 упорного подшипника 12 с помощью детали 15 с кольцеобразным выступом 16 опирается на неподвижную часть 17 уплотнительного пояска 10, которая, в 40 свою очередь, с помощью гибкой кольцеобразной перемычки 18 соединена с крышкой 2. Все гибкие кольцеобразные перемычки 8, 13 и 18 расположены соосно, и их средний диаметр проходит через центр давлений указанного подшипника, который располагает3ся в пределах 1,011,03 среднего лизавет; подшипника.Между основанием 7 и подвижной ча стью 9, а также крышкой 2 и неподвижной частью 17 установлены неподвижные вторичные уплотнения 19 и 20, соответственно ра(- положенные ца упругозакрепленных выступах 21 и 22, Между основанием 7 и втулкой 4 установлено уплотнение 23.Все три вторичных уплотнения 9, 20 и 23 расположены на одном диаметре для обеспечения разгрузки уплотнительного по-, яска 10 от силовых деформаций высокого давления уплотняемой среды и обеспечен(я плоскопараллельности уплотцител ьцого стыка, который образуется между частямн 9 и 17.Передача момента трения осуц 1 ествляется с помощью поводкового устройства 24, Отверстия 25 служат для удаления воздух.В соответствии со вторым вариантом уплотнения (фиг. 2) между цеполвжной частью 14 упорного подшипника 2 и неп(ле. жной частью 17 уплотнительного п(цска О установлена гибкая кольцеобразная перемычка 26. В этом случае все перемычки 8, 13, 18 и 26 расположены соосно и с равным средним диаметром, проходящим через центр давлений упорного подшипн 11 ка.В трегьем варианте уплотнения (фиг. 3) неподвижная часть 14 упорного подшипника 12 выполнена перемещаемой (полвижной) вдоль оси относительно неподвижной части 17 уплотнительного пояска 10 и имеет резьбовые отверстия 27, в которые установлены винты 28, пропущенные через крышку 2 корпуса 1 и имеющие уплотнение 29. Для обеспечения микронных перемещений части 14 подшипника относительно части 17 пояска 10 в крышке 2 выполнены резьбовые отверстия 30 с шагом резьбы, отличающимся от шага резьбы отверстий 27.Уплотнение работает следующим образом.При монтаже уплотнения пружина 6, сжимающая подвижную 11 и неподвижную 14 части упорного подшипника, приводит зазор между ними к нулю, в то время как между частями 9 и 17 уплотнительного пояска 10 сохраняется микрозазор, при этом усилие пружийы 6 передается только по перемычкам 8, 13 и 18, а также выступу 16 и на уплотнительный поясок 10 воздействия не оказывает,Затем полость уплотнения заполняется уплотнительной жидкостью, которая вытесняет воздух, проходящий через отверстия 25 и воздушный вентиль (на чертеже не показан). Далее в корпусе 1 уплотнения устанавливается рабочее давление уплотняемой жидкости, при этом диаметр вторичных уплотнений 19, 20 и 23 подобран таким образом, что величина равнодействующей сил, лействующих на подвижную 9 и неподвижцую 17 частупл(тнительного пояска 10,приближаетсн к нулю, а возникающие силовые деформации корпуса 1 и крышки 2 цевлияют ца положение частей 9 ц 17 улот.нительцого пояска 10, так как они гасятсяв имеющихся гибких связях, выполненныхв виде еремычек 8 и 18, а также упругозакрепленных выступах 21 и 22,Таким образом, в уплотнении устанавливается некоторая величина протечек.10 При вращении вала 3 вступает в работуупорный подшипник 12.При работе подшипника межлу его частями устанавливается микрозазор, на ко-,торый увеличивается зазор между частямиуплотцительцого пояска 10. Однако величина протечки практически не возрастает,так как начинает работать насосный эффект, в уцлотнительном стыке.Вследствие воздействия моментов силца части 9 и 17 уплотнительцого пояска 10р 0 и на основание 7 последние деформируются,т.е. положение их в пространстве изменяется,Уц,Отняющая цель становится диффузорцой или конфузорной (в продольномсечении по высоте, в пределах несколькихмикрон). Это практически не сказываетсяна величине цротечек, однако на работуупорного подшипника может оказать решающее воздействие, в частности, если уплотняемая средажилкость с малои вязкостью но 1 а30 1 есупя 11 си(с(нность упорного подц 1 ипнР 1 кс на Воде зРч тельно уменьшается дажепри незначительном изменении плоскопараллельности его рабочих поверхностей. Длясохранения плоскопараллельности рабочихповерхностей упорного подшипника преЗ 5 дусмотрецы гибкая кольцеобразная перемычка 13 и кольцеобразный выступ 16. Перемычка 13, деформируясь, позволяет сохранить плоскопараллельность полшипцикового стыка.40 Расположение подшипника 12 по периферии уплотнительного пояска 10 создает дополнительные преимущества, так как увеличение среднего диаметра упорного подшипника приводит к повышению его несу.щей способности и, следовательно, надежности и долговечности.Поводковое устройство 24 позволяет исключить влияние угловых колебаний и искривлений вала на работуупорного подшип ника и уплотнительного пояска.50Осевые нагрузки упорного подшипникапередаются через вертикально расположенные перемычки 8, 13 и 18 и выступ 16,не влияя на работу уплотнительного пояска, при этом их средний диаметр проходит че рез центр давлений поверхностей скольжения, расположенный примерно посредине ширины подшипника, а точнее в пределах 1,01 - 1,03 среднего диаметра подшипника.Таким образом, гибкие кольцеобразные перемычки выполняют роль шарниров, которые обеспечивают независимость силовых деформаций взаимодействующих через них элементов, способствуя сохранению рабочих зазоров в подшипнике и уплотнительном пояске при воздействии на конструкцию силовых факторов,Расположение всех перемычек таким образом, что их средний диаметр проходит через центр давлений упорного подшипника, позволяет при гидравлической загруженности уплотнительного пояска сохранить плоскопараллельный рабочий зазор в подшипнике.Работа устройства, представленного на фиг, 2,отличается лишь тем, что дополнительная гибкая кольцеобразная перемычка 26 позволяет в еще большей степени улучшить работу подшипника 12,Работа устройства, представленного нафиг. З,отличается тем, что с помощью винта 28 имеется возможность регулировать зазор в уплотнительном пояске для регулирования уровня протечек, в том числе и при изнашивании подшипника.10Технико-экономический эффект изобретения заключается в повышении надежности уплотнения за счет обеспечения плоскопараллельности стыка между кольцами, что приводит к увеличению долговечности упорного подшипника и уплотнения в целом.Составитель А. Опоч а Техред И. Верес Тираж 912 ИПИ Государственного комите по делам изобретений и отк Москва, Ж - 35, Раушская ППП Патент, г. Ужгород, ул