Патент на изобретение №2296259

(54) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ДЛЯ ВРАЩАЮЩИХСЯ ВАЛОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к уплотнительной технике. Конструкция торцового уплотнения для вращающихся валов содержит уплотняющий элемент в виде плавающего кольца, расположенного между опорным и аксиально нагруженным уплотнительными кольцами. Плавающее кольцо выполнено в виде набора дисков, изготовленных и собранных с возможностью образования между ними антифрикционных пар. Изобретение позволяет резко снизить относительные скорости скольжения, повысить надежность уплотнения, а также расширить применение в уплотнении недефицитных материалов с повышенными коэффициентами трения.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к уплотнениям вращающихся валов.

Известна конструкция типового торцового уплотнения (Т.М.Башта «Машиностроительная гидравлика» стр.628, рис.393,а – М.: Машиностроение, 1971.), которое состоит из нагруженного пружиной уплотнительного кольца, изготовленного из мягкого антифрикционного материала, и контактирующего с ним по торцу металлического опорного кольца (буксы) с высокой твердостью.

Недостатком данной конструкции являются высокая относительная скорость скольжения, нагрев и, как следствие, – ограниченное число оборотов.

Известна конструкция с плавающим кольцом (А.К.Михайлов «Компрессорные машины» стр.228, рис 7.266 – М.: Энергоиздат), которая включает в себя опорное кольцо, аксиально-подвижное постоянно нагруженное уплотнительное кольцо и расположенное между ними свободно плавающее кольцо, изготовленное из графита или пластмассы и установленное на валу с гарантированным зазором, благодаря чему несколько снижается относительная скорость скользящих поверхностей.

Основными недостатками данной конструкции являются также высокие относительные скорости скольжения, зависящие от материалов, из которых сделаны трущиеся поверхности, т.е. от их коэффициента трения. Поэтому для уменьшения относительной скорости скольжения свободно плавающее кольцо изготавливают из дорогостоящих марок графита, фторопласта и других материалов с низкими коэффициентами трения.

Цель изобретения – снижение относительной скорости скольжения, повышение надежности уплотнения, а также возможность применения в уплотнениях материалов с повышенными коэффициентами трения.

Эта цель достигается тем, что свободно плавающее кольцо выполнено в виде набора также свободно плавающих дисков, изготовленных и собранных с возможностью образования между ними антифрикционных пар трения. Причем увеличение числа этих пар будет способствовать пропорциональному уменьшению относительных скоростей скольжения в каждой паре.

При этом становится необязательным применение в наборе дорогостоящих материалов с низкими коэффициентами трения. В этом случае для достижения нужного эффекта достаточно увеличить в наборе число антифрикционных пар из материалов с повышенными коэффициентами трения, причем пропорционально увеличению среднего коэффициента трения набора в целом. Выполнение антифрикционного набора в виде плавающих дисков позволяет снизить не только скорости относительного скольжения, но и повысить надежность уплотнения за счет уменьшения его износа.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Торцовое уплотнение для вращающихся валов содержит вращающееся опорное кольцо (буксу) 1, неподвижно закрепленное на валу 2, аксиально-подвижное уплотнительное кольцо 3, уплотнение которого по поверхности осевого скольжения осуществлено с помощью резинового кольца 4, установленного в канавке корпуса 5. Для предотвращения кольца 3 в корпусе 5 установлен штифт 6. Само кольцо аксиально нагружено пружиной 7. Между опорным кольцом 1 и аксиально-подвижным кольцом 3 расположено свободно плавающее кольцо, выполненное в виде набора свободно плавающих дисков 8, 9, 10, 11, 12, изготовленных и собранных с возможностью образования между ними антифрикционных пар. Например, диски 8, 10, 12 могут быть изготовлены из графита или антифрикционного чугуна, а диски 9 и 11 – из твердой стали. Перемещение дисков в радиальном направлении ограничено втулкой 13.

Уплотнение работает следующим образом.

При вращении опорного кольца 1 за счет силы трения между ним и диском 8 последний начинает вращаться с меньшей угловой скоростью (с проскальзыванием), чем кольцо 1. Уменьшенная угловая скорость за счет силы трения передается диску 9 и опять же с проскальзыванием следующему диску и т.д., вплоть до передачи все уменьшающейся угловой скорости последней втулке 12. При этом относительная скорость скольжения между втулкой 12 и кольцом 3 будет минимальной. Надежность уплотнения при этом за счет уменьшения износа увеличится.

Формула изобретения

Торцовое уплотнение для вращающихся валов, включающее опорное кольцо, аксиально нагруженное уплотнительное кольцо и свободно плавающее кольцо, расположенное между ними, отличающееся тем, что свободно плавающее кольцо выполнено в виде набора дисков, изготовленных и собранных с возможностью образования между ними антифрикционных пар.

РИСУНКИ