SU832193A1 - Торцовое уплотнение вращающегос вала - Google Patents

Description

(54) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА

1

Изобретение относитс  к торцовым уплотнени м вращающихс  валов химических, бумагоделательных и других машин и аппаратов .

Известны торцовые уплотнени  вращающихс  валов, включающие в себ  подвижные и неподвижные кольца трени , а также установленную в камере гидрозатвора разгрузочную п ту 1).

Однако известные конструкции торцовых уплотнений не обеспечивают осевого перемещени  вала при сохранении условий нормальной работы торцового уплотнени , отключени  в процессе работы гидродинамического воздействи  подвижного кольца разгрузочной п ты, с целью исключени  усилий распора и создани  сил равновеси  дл  подвижных элементов, установленных на вращающемс  валу.

Известно также торцовое уплотнение, включающее аксиально подвижную относительно вала и вращающуюс  вместе с ним втулку, на одном конце которой с внещней стороны корпуса уплотнени  установлен подщипник, неподвижна  обойма которого свободно расположена в корпусе пружин,

а на другом выполнен выступ дл  поджима подвижного кольца 2.

Недостатками известного торцового уплотнени   вл етс  неприменимость указанной конструкции дл  двойного торцового

уплотнени , ограниченное перемещение вала , увеличение габаритов уплотнени  по горизонтальной оси, что  вл етс  недопустимым дл  быстроходных машин и аппаратов с консольным расположением валов (например , сепараторы, мельницы и др. мащины ), посто нна  работа в процессе эксплуатации подЩипника, в результате чего увеличиваетс  мощность, потребл ема  уллотнени ми, наличие трени  наружной обоймы подщипника по корпусу, щпонки и втулки вала по подвижному кольцу, что создает перекосы дл  колец трени  и может привести к нарущению плоско-ларалдельного ориентировани  контактных поверхностей колец трени .

Цель изобретени  - повышение надежности и долговечности работы торцовых уплотнений .

Указанна  цель достигаетс  благодар  тому, что предлагаемое торцовое уплотнение снабжено гидродинамическим кольцом-насад кой, установленной на поджимном рабочем кольце трени , имеющем систему аксиальных и радиальных каналов, соедин ющих внутреннюю часть полости гидроподпора с наружной его частью. Таким образом, предлагаема  конструкци , благодар  применению в работе подвижного гидродинамического кольца-насадка контактирующей с неподвижными кольцами или подшипниками и имеющего систему аксиальных и радиальных каналов, соедин ющих полость уплотнени  с полост ми полутороидальной формы, выполненными в корпусе и крыщке уплотнени , позвол ет производить больщие осевые перемещени  вала при сохранении нормальной рафотоспособности торцового уплотнени . При .смещении вала под действием сил трени  насадка смещаетс  до прикосновени  контакта с подвижным кольцом или выполн ющим его функцию подщипником. При остановке перемещающегос  вала под действием сил, вызванных воздействием жидкости, поступающей из полости уплотнени  через аксиальные и радиальные .каналы в полость полутороидальной формы, происходит отодвигание насадки, установленной на подвижном рабочем кольце трени , в нейтральное положение. В этом положении действие гидродинамических сил прекращаетс  благодар  перекрытию радиальных каналов цилиндрической поверхностью корпуса и крыщки и уплотнение работает по пр мому назначению без дополнительных затрат мощности на трение. Дл  создани  уравновешенной системы сил, действующих на подвижные элементы торцового уплотнени , оно снабжено цилиндром , установленным на валу и перемещающимс  по укрепленному на втулке порщню. Камера,образованна  внутренней поверхностью цилиндра и поверхностью вала , сообщаетс  с аппаратом через отверстие в поршне и втулке. При этом внутрен ...... НИИ диаметр цилиндра, перемещающегос  по поршню, равен внутреннему диаметру резинового кольца, уплотн ющего неподвижные кольца по корпусу уплотнени . Следовательно , обеспечиваетс  независимость работы торцового уплотнени  от больших осевых перемещений вала, а также увеличиваетс  надежность и долговечность его работы. На фиг. 1 показано уплотнение, общий вид; на фиг. 2 - узел контакта подщипников с подвижным кольцом. Уплотнение состоит из корпуса 1, скрепленного через прокладку 2 с крыщкой 3. Внутри корпуса 1 и крыщки 3 расположено подвижное кольцо 4, посаженное на втулку 5 через прокладку 6 и поджатое поршнем 7 через промежуточную втулку 8 к уступу втулки 5, установленной на валу 9 с жестко закрепленным на нем болтами 10 цилиндром 11, перемещающимс  по порщню 7. На наружный диаметр подвижного кольца -4 жестко посажено гидродинамическое кольцо-насадка 12. Неподвижные рабочие кольца 13 пар трени , резиновые кольца 14, зафиксированы от проворота щтифтами 15 и поджаты к подвижному кольцу 4 пружинами 16, вставленными в корпус 1 и крыщку 3, в которых установлены также кольца 17, выполненные из антифрикционного материала и контактирующие насадкой 12. Штифт 18 установлен на валу и входит в паз втулки 5. Герметизаци  штока 7 по втулке 5 и цилиндру 11 осуществл етс  резиновыми кольцами 19 и 20, а цилиндра по валу кольцом 21. Подвижное кольцо 4 взаимодействует с подшипниками 22, которые .могут быть установлены вместо колец 17. Подвижные обоймы подщипников 22, контактирующие с насадкой 12, имеют уступ 23. В корпусе 1 и крышке 3 имеютс  симметричные полости а, выполненные тороидальны.ми, дл  снижени  гидравлического сопротивлени  и сообщающиес  с полостью уплотнени . Через зазоры в между кольцами 12 и 17, аксиальными г и радиальными д каналами в кольце 12, а также зазором е подвод и отвод охлаждающей и смазывающей (запирающей ) жидкости осуществл етс  через отверсти  ж и k. Сквозные отверсти  л и м, выполненные во втулке 5 и поршне 7, соедин ют полость н, образованную тыльной стороной поршн  и внутренней поверхностью цилиндра,с аппаратом. Это позвол ет устанавливать- втулку 5 на валу 9 на резиновых кольцах. Уплотнение работает следующим образом . При вращении вала 9 с цилиндром И происходит передача вращени  через штифт 18 втулке 5 с установленными на ней подвижным кольцом 4, кольцом и насадкой 12, поршнем 7 и промежуточной втулкой 8. К кольцу 4 с обеих сторон пружичами 16 и давлением запирающей жидкости , наход щейс  в полости уплотнени , поджи.маютс  неподвижные рабочие кольца 13 пар трени . Среда из аппарата через отверсти  л во втулке 5 и л в поршне или по зазору между втулкой 5 и валом 9 поступает в полость н и оказывает давление через тыльную сторону поршн  7 на вращающиес  элементы торцового уплотнени , создава  равновесие сил относительно оси вращени , в результате чего подвижное кольцо 4 находитс  в нейтральном положении и уплотне.ние работает без дополнительных нагрузок, вызываемых давлением среды в аппарате. Под действием случайных осевых нагрузок , при перемещении вала 9 в осевом направлении , например влево, вращающиес  элементы торцового уплотнени , учитыва  силы трени  втулки 5 по валу 9, смест тс 

влево до соприкосновени  насадки 12 с кольцом 17 или 25 (фиг. 2) и вступит в контакт трени  или качени . Далее вал 9 с цилиндром 11 перемещаетс  по втулке 5. С целью отвода подвижного кольца 4 в нейтральное положение в насадке 12 (фиг. 2) жестко установленной на кольце 4, выполнена система аксиальных г и радиальных д каналов, соедин ющих внутренние части :полости гидроподпора с наружными его част ми. Под действием центробежных сил. жидкости из полости б через каналы г и d нагнетаетс  в полость а, создава  в ней избыточное по отнощению к полости б давление , которое действует на торцовую поверхность насадки 12, отодвигает и возвращает ее в нейтральное положение. В нейтральном положении радиальные каналы перекрываютс  кольцевой перегородкой, образованной внутренней кольцевой поверхностью корпуса 1 и крыщки 3. В результате чего, происходит уравновешивание осевых усилий и торцовое уплотнение работает по пр мому назначению.

При перемещении вала в обратном направлении механизм перемещений вала и элементов уплотнени , а также ориентирование подвижного кольца в нейтральном положении происходит аналогично описанному .

Claims (4)

1. Торцовое уплотнение вращающегос  вала, включающее подвижную относительно оси вала и вращающуюс  вместе с ним втулку, неподвижные кольца пар трени , установленные в корпусе, и подвижные кольца , установленные на валу, контакт которых обеспечен упругими элементами, оглинающеес  тем, что, с целью обеспечени 

независимости работы уплотнени  от осевого перемещени  вала, а также дл  увеличени  надежности и долговечности его работы , оно снабжено насадкой, установленной на подвижном рабочем кольце трени ,

имеющем систему аксиальных и радиальных каналов, соедин ющих внутренние части полОсти гидроподпора с наружными его част ми , а в корпусе выполнена кольцева  перегородка, расположенна  напротив ра- диальных каналов и раздел юща  наружные части полости на две симметричные половины.

2.Уплотнение по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью создани  уравновещенной системы сил, действующих на подвижные

5 элементы- торцового уплотнени , оно снабжено цилиндром, установленным на валу и перемещающимс  по укрепленному на втулке порщню, при этом камера, образованна  тыльной стороной поршн , внутренней поверхностью цилиндра и поверхностью ва0 ла сообщена с уплотн емой полостью через, отверсти  в поршне и втулке.

3.Уплотнение по пп. 1 и 2, отличающеес  тем, что внутренний диаметр цилиндра, перемещающегос  по поршню, равен внутреннему диаметру резинового кольца, уплотн ющего неподвижные кольца по корпусу уплотнени .

4.Уплотнение по пп. 1-3, отличающеес  тем, что неподвижные кольца, установленные в корпусе и крышке уплотнени , вы0 полнены в виде подшипников качени .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР , № 305302, кл. F 16 П 15/34, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 417830, кл. F 16 а 15/34, 1974. / г г м м к 7

Фиг. 2 Q