RU96100748A - Уплотнительное устройство для подвижного в осевом направлении и выходящего из корпуса шпинделя - Google Patents

Claims (18)

1. Уплотнительное устройство для шпинделя (1), установленного в корпусе (2) с возможностью осевого перемещения и выходящего из корпуса (2), напорного трубопровода или подобных устройств, под давлением рабочей среды, содержащее кольцевые сальниковые уплотнительные элементы (16, 18, 21, 23, 25, 27), расположенные с осевыми зазорами друг за другом в кольцевой полости (5), образованной между шпинделем (1) и корпусом (2), причем указанные кольцевые сальниковые уплотнительные элементы с помощью распорной шайбы (19) разделяются на внутреннюю по оси группу кольцевых уплотнительных элементов (16, 18) и наружную по оси группу кольцевых уплотнительных элементов (21, 23, 25, 27), а распорная шайба (19) через выполненное в корпусе (2) отверстие (32) сообщается с камерой (34), содержащей среду под давлением, при этом кольцевые уплотнительные элементы (16, 18, 21, 23, 25, 27) имеют начальное напряжение в осевом направлении, отличающееся тем, что кольцевые уплотнительные элементы (16, 18, 21, 23, 25, 27) нагружены предварительным осевым напряжением из внутренней части (40) корпуса (2) посредством элемента (6) передачи давления, находящегося под воздействием рабочей среды.

2. Уплотнительное устройство по п.1, отличающееся тем, что элемент (6) передачи давления содержит скользящую вставку (9), через которую проходит шпиндель (1) и которая через диафрагму (44) соединена с внутренней стороной корпуса (2) главным образом с помощью сварки (кольцевой сварной шов (7).

3. Уплотнительное устройство по п. 2, отличающееся тем, что диафрагма (44) элемента (6) передачи давления выполнена в виде кольцевого диска, имеющего расположенную по окружности часть (8) с повышенной упругостью.

4. Уплотнительное устройство по п. З, отличающееся тем, что указанная часть (8) с повышенной упругостью проходит рядом с наружной периферией диафрагмы (44) и содержит ослабленную часть и/или одну или большее количество кольцевых складок.

5. Уплотнительное устройство по пп.2 - 4, отличающееся тем, что толщина стенки диафрагмы (44) элемента (6) передачи давления, начиная от скользящей вставки (9), уменьшается радиально в наружном направлении, в основном непрерывно.

6. Уплотнительное устройство по п. 5, отличающееся тем, что диафрагма (44) элемента (6) передачи давления имеет минимальную толщину стенки вблизи ее упругой части (8).

7. Уплотнительное устройство по пп. 1 - 6, отличающееся тем, что скользящая вставка (9) элемента (6) передачи давления проходит через корпус (2) в кольцевую полость (5), в которой установлены кольцевые уплотнительные элементы (16 и т.д.), причем на наружном конце или на конце, входящем в кольцевую полость (5) скользящей вставки (9), расположен проходящий радиально наружу ограничитель в основном в виде стопорного кольца (10), взаимодействующий с торцом или с основанием кольцевой полости (5) и выполненный с возможностью навинчивания на скользящую вставку (9).

8. Уплотнительное устройство по пп.1 - 7, отличающееся тем, что пространство, ограниченное элементом (6) передачи давления с одной стороны и прилегающей внутренней стороной корпуса (2) с другой стороны, в особенности кольцевое пространство (42), сообщено с окружающей средой через отверстие (11) в стенке корпуса.

9. Уплотнительное устройство по пп. 7 и 8, отличающееся тем, что осевое перемещение скользящей вставки (9) элемента (6) передачи давления ограничено с одной стороны, т.е. в направлении внутренней части, ограничителем, в особенности стопорным кольцом (10), расположенным на внутреннем конце, или на конце, входящем в кольцевую полость (5), в которой установлены кольцевые уплотнительные элементы (16 и т.д.), а с другой стороны, т.е. в направлении наружной части, - диафрагмой (44), соединенной со скользящей вставкой (9), в особенности выполненной с ней заодно, и образующей отдельный ограничитель, причем указанная диафрагма расположена на наружной периферии скользящей вставки (9) и взаимодействует с внутренней, обращенной к диафрагме (44) стороной корпуса (2).

10. Уплотнительное устройство по пп. 1 - 9, отличающееся тем, что на внутренней или нагруженной давлением стороне элемента (6) передачи давления, в особенности на нагруженной давлением стороне диафрагмы (44) указанного элемента (6), расположена дополнительная диафрагма (36), проходящая вокруг шпинделя (1) и образующая между своей поверхностью, шпинделем (1) и элементом (6) передачи давления или его диафрагмой (44) пространство (43), находящееся под давлением среды и сообщающееся через кольцевую полость (38) между дополнительной диафрагмой (36) и шпинделем (1) с одной стороны и отверстием, расположенным перпендикулярно к нему, в особенности отверстием (39), - с другой стороны, с внутренней частью (40) корпуса.

11. Уплотнительное устройство по п. 10, отличающееся тем, что дополнительная диафрагма (36) выполнена в виде тарельчатой пружины и герметично соединена по краю своей наружной периферии с элементом (6) передачи давления или с его диафрагмой (44), причем указанное соединение выполнено главным образом с помощью сварки.

12. Уплотнительное устройство по пп. 10 и 11, отличающееся тем, что кромка (37) дополнительной диафрагмы (36), проходящая вокруг шпинделя (1), изогнута наружу или закручена для адаптации к радиусу обращенного к ней внутреннего края (45) элемента (6) передачи давления или его скользящей вставки (9), причем изогнутая наружу или закрученная кромка (37) дополнительной диафрагмы (36) в нормальных эксплуатационных условиях, особенно когда кольцевые уплотнительные элементы (16 и т.д.) обеспечивают достаточное уплотнение, расположена с некоторым зазором от обращенного к ней внутреннего края (45) элемента (6) передачи давления или его скользящей вставки (9), тогда как при утечке рабочей среды или при удалении кольцевых уплотнительных элементов (16, и т.д.) изогнутая наружу или закрученная кромка (37) дополнительной диафрагмы (36), упруго деформируясь под воздействием силы, вдвигается в паз между шпинделем (1) и прилегающим внутренним краем (45) элемента (6) передачи давления или его скользящей вставки (9), а между шпинделем (1) и элементом (6) передачи давления или его скользящей вставкой (9) создается уплотнение.

13. Уплотнительное устройство по пп. 1 - 12, отличающееся тем, что камера (34) со средой под давлением, сообщающаяся с распорной шайбой (19), служит для приема утечек рабочей среды и выполнена упругой и эластичной, в особенности в форме мехов.

14. Уплотнительное устройство по п. 13, отличающееся тем, что камера (34) со средой под давлением соединена с датчиком, в особенности выполненном в виде электрических контактов (35), подающих сигнал чрезмерного расширения камеры (34) среды под давлением, и соответственно - сигнал недопустимых утечек.

15. Уплотнительное устройство по пп. 1 - 14, отличающееся тем, что кольцевые уплотнительные элементы (16 и т.д.) опираются через очищающие кольца (14) и при необходимости через осевой диск (13) - на скользящую вставку (9) элемента (6) передачи давления, или его наружный торец (41).

16. Уплотнительное устройство по пп. 1 - 15, отличающееся тем, что все кольцевые уплотнительные элементы (16 и т.д.), а также, если необходимо, очищающие кольца (14) имеют конические торцевые поверхности, взаимодействующие друг с другом так, что при давлении вдоль оси на них возникают радиальные противоположно направленные усилия - радиально наружу и радиально внутрь соответственно.

17. Уплотнительное устройство по п. 16, отличающееся тем, что осевые диски (15, 17, 22, 24, 26) расположены соответственно между соседними в осевом направлении кольцевыми уплотнительными элементами (16 и т.д.).

18. Уплотнительное устройство по пп. 1 - 17, отличающееся тем, что кольцевые уплотнительные элементы (16 и т.д.) удерживаются в пределах кольцевой полости (5) между шпинделем (1) и корпусом (2) с помощью крышки (3), с расположенными в промежутке пружинами, в особенности тарельчатыми пружинами (29), и кольцом (28) давления.