RU2020136123A

RU2020136123A - Металлический уплотнительный узел для создания уплотнения между вращающимся валом и неподвижным корпусом

Info

Publication number: RU2020136123A
Application number: RU2020136123A
Authority: RU
Inventors: Лоран ГИМЭ; Жан-Франсуа ЖЮЛИЯА; Мишель ЛЕФРАНСУА; Кристоф ДАРЛЕ; Оливье КОНСТАН
Original assignee: Коммиссариат А Л' Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив; Текнетикс Груп Франс Сас
Priority date: 2018-04-04
Filing date: 2019-04-01
Publication date: 2022-05-05
Also published as: CN111971495A; US20210018098A1; JP7348200B2; CN111971495B; US11933403B2; WO2019193273A1; JP2021519890A; FR3079903B1; EP3755925A1; FR3079903A1

Claims

1. Металлический уплотнительный узел (30) для создания уплотнения вращающегося вала (16) и неподвижного корпуса (3) принимающей машины, отличающийся тем, что он содержит:

- гибкое металлическое уплотнительное соединение (1) с двумя концентричными тороидами, имеющими разные средние диаметры, содержащее:

- первую металлическую цилиндрическую пружину с соприкасающимися витками, замкнутую саму на себя и по существу имеющую в состоянии покоя форму тороида, именуемого внутренним тороидом (24),

- вторую металлическую цилиндрическую пружину с соприкасающимися витками, замкнутую саму на себя и по существу имеющую в состоянии покоя форму тороида, именуемого наружным тороидом (25), причем наружный тороид (25) имеет средний диаметр, превышающий средний диаметр внутреннего тороида (24), при этом один из внутреннего (24) и наружного (25) тороидов расположен между вращающейся деталью и невращающейся деталью и, таким образом, именуется «динамическим тороидом», а другой из внутреннего (24) и наружного (25) тороидов расположен между двумя деталями, которые не вращаются относительно друг друга и, таким образом, именуется «статическим тороидом»,

- металлическую оболочку (26), в которую вставлены и удерживаются внутренний тороид (24) и наружный тороид (25), по существу имеющую в состоянии покоя форму полого тороида, имеющего внутреннее гнездо (27a) и наружное гнездо (27b), соответственно, для вставки внутреннего тороида (24) и наружного тороида (25), причем поверхность (S) оболочки (26) имеет кольцевое отверстие (28), расположенное между внутренним (27a) и наружным (27b) гнездами, причем вышеуказанная оболочка (26) имеет:

- внутренний закрывающий участок (26a), ограничивающий внутреннее гнездо (27a) и обеспечивающий частичное закрывание внутреннего тороида (24),

- наружный закрывающий участок (26b), ограничивающий наружное гнездо (27b) и обеспечивающий частичное закрывание наружного тороида (25),

- промежуточный участок (26c), именуемый межтороидной зоной (26c), соединяющей внутренний закрывающий участок (26a) и наружный закрывающий участок (26b) и образованной таким образом, что она обращена к кольцевому отверстию (28),

- вал (16), вращающийся вокруг оси (X) вращения и имеющий кольцевой буртик (7), в который упирается металлическое уплотнительное соединение (1) на уровне статического тороида, причем металлическое уплотнительное соединение (1) расположено вокруг вращающегося вала (16) и центрировано с помощью своего внутреннего диаметра,

- деталь, именуемую опорой (14), имеющую по существу плоскую контактную поверхность (14a), в которую упирается металлическое уплотнительное соединение (1) на уровне динамического тороида,

- проставку (17), расположенную вокруг вращающегося вала (16), так что металлическое уплотнительное соединение (1) заблокировано между проставкой (17) и контактной поверхностью (14a) опоры (14), причем проставка (17) установлена на вращающемся валу (16) с возможностью скольжения вдоль оси (X) вращения вращающегося вала (16),

- металлическую деталь, образующую крышку (15), закрывающую узел, содержащий металлическое уплотнительное соединение (1) и по меньшей мере контактную поверхность (14a) опоры (14), причем через крышку (15) проходит вращающийся вал (16), и она прикреплена к корпусу (3) и/или к опоре (14) с наружной стороны контактной поверхности (14a), при этом вращающийся вал (16) выполнен с возможностью свободного вращения относительно крышки (15) и жестко соединен с крышкой (15) в осевом направлении.

2. Узел по п. 1, отличающийся тем, что опора (14) является невращающейся деталью, предназначенной для крепления к неподвижному корпусу (3).

3. Узел по п. 1 или 2, отличающийся тем, что контактная поверхность (14a) опоры (14) является шероховатой, причем эта шероховатость достигается, в частности, полированием.

4. Узел по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что проставка (17) заблокирована при вращении на вращающемся валу (16) с помощью штифта (2) и/или шпонки.

5. Узел по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что он содержит гайку (18) для зажатия проставки (17), расположенную так, что проставка (17) расположена между зажимной гайкой (18) и металлическим уплотнительным соединением (1), причем вращающийся вал (16) содержит резьбовой участок (16d), на который навинчена зажимная гайка (18).

6. Узел по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что крышка (15) имеет множество первых гладких отверстий (51), продолжающихся вдоль оси (X) вращения, проходящих в осевом направлении через крышку (15) и выполненных с возможностью располагаться напротив вторых резьбовых отверстий (52), образованных в осевом направлении в опоре (14), и/или третьих резьбовых отверстий (53), образованных в осевом направлении в неподвижном корпусе (3), или выполненных с возможностью располагаться напротив вторых гладких отверстий (52), образованных в осевом направлении в опоре (14), и третьих резьбовых отверстий (53), образованных в осевом направлении в неподвижном корпусе (3), при этом узел (30) содержит множество резьбовых шпилек (19), причем каждая резьбовая шпилька (19) может быть вставлена в первое гладкое отверстие (51), а также во второе гладкое или резьбовое отверстие (52) и/или третье резьбовое отверстие (53), причем крышка (15) закреплена на корпусе (3) и/или на опоре (14) посредством навинчивания гаек (6) на резьбовые шпильки (19) в верхней части крышки (15).

7. Узел по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что крышка (15) содержит, в частности в верхней части, множество радиальных отверстий (8), имеющих одинаковый диаметр и продолжающихся, по существу, перпендикулярно оси (X) вращения, выходящих на внутренний диаметр крышки (15) и проходящих через нее радиально, причем в радиальные отверстия (8) вставлены штифты (20), имеющие такой же диаметр, что и радиальные отверстия (8), при этом вращающийся вал (16) имеет канавку (16e), в которую проникают штифты (20) для блокировки осевого перемещения вращающегося вала (16), причем блокирующий элемент (21) по усмотрению расположен вокруг крышки (15) для препятствования скольжению штифтов (20) наружу.

8. Узел по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что крышка (15) имеет на своем внутреннем диаметре, на уровне центровки вращающегося вала (16), внутреннюю резьбу (34), при этом вращающейся вал (16) имеет на уровне внутренней резьбы (34) участок, имеющий уменьшенный диаметр (35) для создания блокирующего заплечика (27) на вращающемся валу (16), причем узел (30) содержит стопорную гайку (28), которая может быть установлена между вращающимся валом (16) и крышкой (15) на уровне внутренней резьбы (34) и участка, имеющего уменьшенный диаметр (35), и опираться на блокирующий заплечик (27) для осевой блокировки перемещения вращающегося вала (16).

9. Узел по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что проставка (17) выполнена по меньшей мере из двух деталей и содержит первую деталь, именуемую внутренней проставкой (29), которая опирается на внутренний тороид (24) и имеет гладкий внутренний диаметр, выполненный с возможностью скольжения по вращающемуся валу (16), и резьбовой наружный диаметр, и вторую деталь, именуемую наружной проставкой (31), которая опирается на наружный тороид (25) и имеет резьбовой внутренний диаметр, выполненный в возможностью закручивания на внутренней проставке (29).

10. Узел по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что поверхность (17a) проставки (17), контактирующая с наружным закрывающим участком (26b), имеет шероховатость, большую шероховатости контактной поверхности (14a) опоры (14).

11. Узел по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что проставка (17) имеет выступ (17b) на наружном диаметре, позволяющий закрывать наружный тороид (25) на его наружном диаметре.

12. Узел по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что контактная поверхность (14a) опоры (14) имеет охватывающую коническую форму.

13. Узел по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что металлическое уплотнительное соединение (1) содержит на своей поверхности покрытие из дополнительного материала, полученное осаждением, в частности золото и/или серебро.

14. Узел по любому из пп. 1-13, отличающийся тем, что металлическая оболочка (26) является первой металлической оболочкой (26), состоящей из материала, имеющего высокую механическую прочность, в частности из сплава типа Inconel®, при этом металлическое уплотнительное соединение (1) содержит вторую металлическую оболочку, обвертывающую первую металлическую оболочку и состоящую из более пластичного материала, чем материал первой металлической оболочки (26), например, из серебра, предназначенного для пластического деформирования во время смятия металлического уплотнительного соединения (1).

15. Узел по любому из пп. 1-14, отличающийся тем, что опора (14) состоит по меньшей мере из трех деталей, жестко соединенных друг с другом, и содержит внутренний блок (11), имеющий контактную поверхность (14a), в которую упирается металлическое уплотнительное соединение (1) на уровне наружного тороида (25), сильфон (12) и наружный фланец (13), причем сильфон (12) придает степень осевой свободы узлу (30) во избежании блокировки возможных относительных расширений, причем сильфон (12) соединяет внутреннюю опору (11) и наружный фланец (13), при этом наружный фланец (13) прикреплен к неподвижному корпусу (3).

16. Узел по любому из пп. 1-15, отличающийся тем, что крышка (15) состоит по меньшей мере из двух деталей и содержит наружную крышку (43), прикрепленную к неподвижному корпусу (3), и внутреннюю крышку (41), жестко соединенную с наружной крышкой (43) посредством резьбового соединения (42).

17. Узел по п. 1, отличающийся тем, что опора (14) является вращающейся деталью, жестко соединенной с вращающимся валом (16) на уровне буртика (7).