RU13972U1 - Торцовое уплотнение вращающегося вала - Google Patents

Abstract

Торцовое уплотнение вращающегося вала, уплотняющий подвижный контакт которого образован взаимодействующими по уплотнительному пояску элементами вращающегося и неподвижного узлов, по меньшей мере, один из которых состоит из опорного кольца, взаимодействующего в радиальном направлении через вторичное уплотнение с корпусом, и антифрикционного кольца, взаимодействующего с опорным кольцом в осевом направлении по кольцевому пояску, передняя кромка которого образована диаметральной стороной кольцевой канавки, в которой расположено уплотнительное кольцо, а между торцовыми поверхностями антифрикционного кольца и опорного кольца, диаметральной поверхностью опорного кольца и уплотнительным кольцом образовано пространство, отличающееся тем, что расстояние между торцовыми поверхностями антифрикционного кольца и опорного кольца выполнено в пределах 0,2-0,8 мм, а указанное выше пространство соединено с внутренней полостью корпуса, заполненной затворной жидкостью, через выполненные в опорном кольце, по меньшей мере, два отверстия, при этом глубина кольцевой канавки Н у передней кромки кольцевого пояска связана зависимостью0,82D≅H≅0,87D,где D - диаметр сечения уплотнительного кольца.

Description

Торцовое уплотнение вращающегося вала

Полезная модель относится к 1тлотнительной техннке, а именно, к торцовым утшотнениям, и быть использовано для герметизации вращающихся валов и механизмов,

Известны уплотнения вращающихся валов, в которых уплотняющий подвижный контакт образован взаимодействующими по унлотнительному пояску вращающимся и неподвижным элементами, по меньшей мере, один из которых состоит из опорного кольца, взаимодействующего в радиальном направлении через вторичное уплотнение с корпусом, и антифрикционного кольца, контактирующего с опорным кольцом в осевом направлении (SU, авторское свидетельство, 176471, F 16 j 15/34 ,1964).

Наиболее близким техническим рещением, является конструкция уплотнения, у которого контакт антифрикционного кольца в осевом направлении с опорным кольцом осуществляется по кольцевому пояску, передняя кромка которого образована диаметральной стороной кольцевой канавки, в которой расположено резиновое уплотнительное кольцо (SU, авторское свидетельство, 542869, F 16 j 15/34 ,1974).Такая конструкция уплотнения вращающегося вала в значительно степени повыщает надежность его работы в условиях высокого и переменного давления и больших колебаниях температуры уплотняемой жидкости. Благодаря контакту между антифрикционным кольцом я опорным кольцом по кольцевому пояску, окружающие условия (давление и температура уплотняемой среды) существенно не влияют на искажение формы

..in mil Hill Illllllll

. i)

МПК7Р 16 J15/34

уплотнятощего контакта, т. к. уравновешиваются крутящие моменты поперечного сечения колец в деталях уплотнения, возникающие от воздействия неременного давления на их поверхности.

Однако, при выполнении канавки под резиновое кольцо но ГОСТ 9833-73, в опорном кольце, в большинстве случаев, происходит контакт антифрикционного кольца не по кольцевому пояску, а но выступающему резиновому кольцу. В этом случае антифрикционное кольцо своей притертой поверхностью опирается на неопределенную по плоскостности опору - резиновое кольцо, в отличие от кольцевого пояска, притертого до уровня плоскостности притира. Антифрикционное кольцо диаметрально центрируется в опорном кольце с минимальном зазором, например, по посадке H7/f7, что затрудняет проход затворной жидкости в зону между торцовой поверхностью антифрикционного кольца и торцовой поверхностью опорного кольца до резинового кольца. В данном случае нарушается уравновешивание обусловленных давлением затворной жидкости гидростатических сил, действующих на антифрикционное кольцо и вызывающих его деформацию и, соответственно, потерю плоскостностиМногочисленные

эксперименты показали, что это приводит к нестабильному уровню протечек при колебаниях температуры и давления, незначительному сроку службы зшлотнения

Задача, рещаемая полезной моделью - повьтщение надежности работы уплотнения и увелшение его срока службы.

Технргческий результат от использования полезной модели заключается в осуществлении надежной герметизации контакта между антифрикционным кольцом и кольцевым пояском опорного кольца.

Указанный технический результат достигается тем, что пространство, между торцовыми поверхностями антифрикционного кольца и опорного кольца, диаметральной поверхностью опорного кольца и уплотнительным кольцом соединено с внутренней полостью корпуса, заполненной затворной жидкостью, через выполненные в опорном кольце, по меньшей мере, два отверстия, а расстояние между торцовыми поверхностями антифрикционного кольца и опорного кольца h выполнено в пределах 0,2 - 0,8 мм, прнчем уплотнительное кольцо устанавливается в кольцевую канавку опорного кольца, глубина Н которой у передней кромки кольцевого пояска связана зависимостью

0,82 Д S Н 0,87 Д.

где: Д - диаметр сечения уплотнительного кольца.

На фиг. 1 показан продольный разрез, в котором уплотнительный узел, содержащий антифрикционное кольцо, выполнен невращающимся; на фиг, 2 - то же, вращающимся; на фиг. 3 - выносной элемент А фиг.1

Через корпус 1 проходит вал 2. Уплотнительный узел включает в себя антифрикционное кольцо 3 и примыкающее к нему опорное кольцо 4, которые контактирукэт между собой через кольцеобразный поясок 5. Передняя кромка 6 данного пояска образована стороной кольцевой канавки 7, в которой расположено уплотнительное резиновое кольцо 8. Протечки между опорным кольцом 4 и корпусом 1 предотвращаются эластичным кольцом 9. Па фиг.2 эластичное кольцо 9 предотврапшет протечки между корпусом 1 и элементом 10. Антифрикционное кольцо 3 контактирует с элементом 10 через кольцеобразный поясок 5, имеющий входную кромку 1 и выходную кромку 12. Па фиг.1

элемент 10 уплотняется по валу кольцом 13. Для обеспечения первоначального прижатия подвижное в осевом направлении опорное кольцо 4 прижимается пружинами 14. Резиновое кольцо 8 размещено в кольцевой катшвке 7, пшрина которой выбирается в зависимости от диаметра сечения резинового кольца 8 по ГОСТ 9833-73, Глубина Н канавки 7 у передней кромки кольцевого пояска 11 связана зависимостью

0,82 Д М 0,87 Д ,

где: Д - диаметр сечения уплотнительного кольца 8, причем расстояние h между торцовой поверхностью 15 антифрикционного кольца 3 и торцовой поверхностью 16 опорного кольца 4 выполнено в пределах 0,2-0,8 мм.

Антифрикционное кольцо 3 диаметрально центрируется в опорном кольце 4 с минимальном зазором, например, по посадке H7/f7, что затрудняет проход затворной жидкости в пространство между торцовой поверхностью 15 антифрикционного кольца 3 и торцовой поверхностью 16 спорного кольца 4 до резинового кольца 8. В данном случае нарушается уравновешивание обусловленргых давлением затворной жидкости гидростатических сил, действующих на антифрикционное кольцо и вызывающих его деформацию и, соответственно, потерю плоскостности С этой целью пространство между торцовой поверхностью 15 антифрикционного кольца 3 и торцовой поверхностью 16 опорного кольца 4 до резинового кольца 8 сообщено с полостью затворной жидкости 18 через выполненные в опорном кольце, по меньшей мере, два отверстия 19.

Нанример, по ГОСТ 9833-73 стр.47 для резинового кольца диаметром сечения Д равного 3,0 мм рекомендуемая глубина

канавки Н установлена 2,2 мм + 0,1 мм, следовательно, величина обжатия кольца составляет 26,6%, Н 0,734 Д

Для резинового кольца диаметром сечения Д равного 5,8 мм рекомендуемая глубрша канавки Н установлена 4,2мм + 0,1 мм, следовательно, величина обжатия кольца составляет 27,58%. Н 0,7242 Д.

Предлагаемое техническое решение, при котором пространство, которое образовано торцовыми поверхностями антифрикционного кольца и опорного кольца соединено с полостью запирающей жидкости через выполненные в опорном кольце, по меньшей мере, два отверстия, а такясе выполненное расстояние между торцовой поверхностью антифрикционного кольца и торцовой поверхностью опорного кольца выполнено в пределах 0,2 - 0,8 мм, а глубина канавки у передней кромки кольцевого пояска связана зависимостью

0,82 Д Н 0,87 Д ,

где: Д - диаметр сечения уплотнйтельного кольца, что соответствует велитшне обжатия кольца от 18% до 13%, позволяет надежно устранить ранее существующую нестабильного уровня протечек при колебаниях температуры и давления, значительно повысить срок }Т1лотнения.

Торцовое уплотнение вращающегося вала работает следующим образом

При вращении вала между антифрикционным кольцом 3 и элементом 10 образуется контакт. Благодаря контакту между антифрикционным кольцом 3 и опорным кольцом 4 по кольцевому пояску 5, окружающие условия существенно не влияют на форму подвижного уплотняющего контакта Сообщещте пространства.

образованного торцовой поверхностью опорного кольца и торцовой поверхностью антифрикционного кольца с внутренней полостью корпуса, в которой находится затворная жидкость, и выполнение кольцевой канавки под уплотнительное кольцо определенной глубины, позволяет антифрикционному кольцу своей притертой поверхностью опираться па определенн то опору - кольцевой поясок, притертого до уровня плоскостности притира.

Промышленная применимость предлагаемого решения очевидна. Конструкция по предлагаемому техническому решепшо прошла испытания в научно-производственном центре Анод города Нижнего Новгорода и подтверждена ее эффективность. Данное решение можно применять не только при изготовлении новых торцовых уплотнений, но также при модернизации уже действ}тощих.

Неречисленные признаки отлит ают предлагаемое техническое решение от прототипа и обуславливают соответствие этого решения требованиям полезной модели.

Claims (1)

1. Торцовое уплотнение вращающегося вала, уплотняющий подвижный контакт которого образован взаимодействующими по уплотнительному пояску элементами вращающегося и неподвижного узлов, по меньшей мере, один из которых состоит из опорного кольца, взаимодействующего в радиальном направлении через вторичное уплотнение с корпусом, и антифрикционного кольца, взаимодействующего с опорным кольцом в осевом направлении по кольцевому пояску, передняя кромка которого образована диаметральной стороной кольцевой канавки, в которой расположено уплотнительное кольцо, а между торцовыми поверхностями антифрикционного кольца и опорного кольца, диаметральной поверхностью опорного кольца и уплотнительным кольцом образовано пространство, отличающееся тем, что расстояние между торцовыми поверхностями антифрикционного кольца и опорного кольца выполнено в пределах 0,2-0,8 мм, а указанное выше пространство соединено с внутренней полостью корпуса, заполненной затворной жидкостью, через выполненные в опорном кольце, по меньшей мере, два отверстия, при этом глубина кольцевой канавки Н у передней кромки кольцевого пояска связана зависимостью
   0,82D≅H≅0,87D,
   где D - диаметр сечения уплотнительного кольца.