торцовое уплотнение

Формула изобретения

Торцовое уплотнение, содержащее корпус, втулку, установленную на валу, вращающееся, расположенное во втулке, и невращающееся, расположенное в корпусе, уплотнительные кольца, контактирующие между собой по плоской поверхности трения, кольцевую канавку, соединенную каналами с радиально расположенными коническими полостями, которые выполнены во втулке, а их вершины обращены наружу и сообщены ими с уплотняемой полостью, отличающееся тем, что вращающееся уплотнительное кольцо выполнено не менее чем из трех концентрично расположенных колец, расположенных в соответствующих кольцевых канавках втулки и разделенных между собой выступами так, что между ними образованы улавливающие кольцевые канавки, соединенные каналами с радиально расположенными коническими полостями, которые закрыты шариками при помощи пружин, при этом внутреннее вращающееся уплотнительное кольцо загерметизировано и закреплено во втулке неподвижно, а внешние - загерметизированы в радиальном направлении и подвижны в осевом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к уплотняющим устройствам вращающихся валов насосов, машин и аппаратов нефтеперерабатывающей, химической и других отраслей промышленности.

Известно торцовое уплотнение (патент РФ №2118729), наиболее близкое по своей технической сущности к предлагаемому, содержащее корпус, втулку, вал, вращающееся и невращающееся уплотнительные кольца, контактирующие между собой по плоской поверхности трения, причем на поверхности трения вращающегося кольца выполнена кольцевая канавка, соединенная каналами с коническими радиально расположенными полостями, на внешнем участке рабочей поверхности вращающегося кольца исполнена дополнительная кольцевая канавка, в которую установлено подпружиненное в осевом направлении дополнительное кольцо. Радиальные полости, исполненные во втулке, обращены вершинами наружу и сообщены ими с уплотняемой полостью, которые разделены шариками посредством пластинчатых пружин.

Основным недостатком известного торцового уплотнения является сложность конструкции и изготовления, а также то, что подпружиненное в осевом направлении дополнительное кольцо устанавливается в дополнительную кольцевую канавку, которая исполнена на внешнем участке рабочей поверхности вращающегося кольца, чем уменшается прочность вращающегося кольца, что может привести к разрушению пары трения.

Задача изобретения - упрощение конструкции и изготовления торцового уплотнения, повышение его надежности и долговечности.

Технический результат достигается тем, что вращающееся уплотнительное кольцо выполнено не менее чем из трех концентрично расположенных колец, расположенных в соответствующих кольцевых канавках втулки и разделенных между собой выступами так, что между ними образованы улавливающие кольцевые канавки, соединенные каналами с радиально расположенными коническими полостями, которые закрыты шариками при помощи пружин, при этом внутренне вращающееся уплотнительное кольцо загерметизировано и закреплено во втулке неподвижно, а внешние - загерметизированы в радиальном направлении и подвижны в осевом.

На фиг.1 изображено торцовое уплотнение, общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Торцовое уплотнение состоит из невращающегося сплошного уплотнительного кольца 1, которое установлено в корпусе 2 и загерметизировано вторичными уплотнениями 3 и 4 и закреплено штифтами 5, трех вращающихся концентрических уплотнительных колец 6, 7 и 8, которые образуют с невращающимся сплошным уплотнительным кольцом 1 пару трения. Вращающиеся концентрические уплотнительные кольца 6, 7 и 8, установленные во втулке 9 в кольцевые канавки, разделены кольцевыми выступами 10 и 11 и загерметизированы вторичными уплотнениями 12, 13, 14, 15, 16 и 17 соответственно. Концетрические уплотнительные кольца 6 и 7 подпружинены в осевом направлении пружинами 18 и 19. Вращающиеся концентрические уплотнительные кольца 6, 7 и 8 образуют кольцевые канавки 20 и 21. Во втулке 9 выполнены радиально расположеные конические полости 22, соединенные продольными каналами 23 и 24 с кольцевыми канавками 20 и 21. Конические полости 22 закрыты шариками 25 при помощи пружин 26. Втулка 9 соединена с валом 27 шпонкой 28 и герметизируется вторичным уплотнением 29. Невращающееся сплошное уплотнительное кольцо 1 прижато к концентрическим уплотнительным кольцам 6,7 и 8 нажимным элементом 30 через пружину 31.

Уплотнение работает следующим образом.

При остановленном валу 27 герметизация уплотнения осуществляется стыком невращающегося сплошного уплотнительного кольца 1 и вращающихся концентрических уплотнительных колец 6, 7 и 8, которые прижимаются нажимным элементом 30 через пружину 31, а радиально расположенные конические полости 22 закрыты шариками 25 при помощи пружин 26.

При вращении вала 27 вращается втулка 9 с вращающимися концентрическими уплотнительными кольцами 6, 7 и 8 и радиальными коническими полостями 22. Уплотняемая среда пытается проникнуть через стык невращающегося сплошного уплотнительного кольца 1 и вращающихся концентрических уплотнительных колец 6, 7 и 8 наружу и попадает в образование ими и кольцевыми выступами 10 и 11 кольцевые канавки 20 и 21, далее через продольные каналы 23 и 24 уплотняемая среда попадает в радиально расположеные конические полости 22. Затем под действием центробежной силы уплотняемая среда давит на шарики 25, преодолевая упругость пружин 26, через образование щели выбрасывается обратно в уплотняемую полость. При уменьшении центробежной силы под действием упругой силы пружин 26 шарики 25 плотно закрывают радиально расположенные конические полости 22. Этим перекрывается обратное проникновение уплотняемой среды через радиально расположенные конические полости 22 и продольные каналы 23 и 24 в кольцевые канавки 20 и 21 и далее наружу.

Так как уплотняемая среда просачивается через участок стыка внутреннего концентрического уплотнительного кольца 8 и невращающегося сплошного уплотнительного кольца 1 в значительно меншем количестве, чем через участок внешних концентрических уплотнительных колец 6 и 7 и невращающегося сплошного уплотнительного кольца 1, то режим трения ближе к сухому, в результате чего износ на этом участке больший. Компенсация этого износа осуществляется за счет осевого перемещения внешних концентрических уплотнительных колец 6 и 7 без применения дополнительных уплотнительных колец.

Таким образом, упрощается конструкция и изготовление торцового уплотнения, повышается его надежность и долговечность.