Патент на изобретение №2305810

(54) ДВОЙНОЕ ТОРЦЕВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА

(57) Реферат:

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения вращающихся валов. Двойное торцевое уплотнение вращающегося вала содержит два охватывающих вал неподвижных кольца трения и размещенные на валу между последними два подпружиненных подвижных кольца трения, каждое из которых прижато к своему неподвижному кольцу трения и имеет вторичное эластичное уплотнение относительно вала. Между подвижными кольцами трения на валу установлена обойма, зафиксированная от проворота относительно вала посредством установленного в обойме подпружиненного штифта, выходной конец которого расположен в выполненном на валу пазу. Вторичное эластичное уплотнение установлено в подвижном кольце трения, снабженном с открытого торца нажимной шайбой, между нажимными шайбами установлены вокруг вала пружины, проходящие через отверстия обоймы. На обойме закреплен выполненный в виде пластины поводок для передачи крутящего момента от вала к подвижным кольцам трения, а концы поводка вставлены в выполненные в подвижных кольцах трения пазы с возможностью перемещения подвижных колец в осевом направлении относительно вала. В результате достигается упрощение конструкции двойного торцевого уплотнения и повышение надежности его работы. 2 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения вращающихся валов.

Известно торцевое уплотнение, содержащее подвижное и неподвижное кольца пары трения, причем подвижное кольцо трения связано с обоймой, закрепленной на валу, и подпружинено относительно обоймы, а между последней и подвижным кольцом помещена нажимная обойма с поводками, кинематически связанная с подвижным кольцом и обоймой поводками, помещенными в шлицевые обоймы (см. авторское свидетельство SU №731152, кл. F16J 15/34, опубл. 30.04.80).

Однако в данной конструкции торцевого уплотнения вращающееся фрикционное кольцо подвижного кольца трения помещено в штампованную обойму, имеющую удлиненные поводки, отштампованные вместе с обоймой. Такая конструкция имеет сравнительно невысокую надежность, что связано с тем, что отштампованные вместе с обоймой поводки выполнены из тонкого листового материала и поэтому обламываются при эксплуатации уплотнения, выводя последнее из строя. Кроме того, необходимость выполнения обоймы методом глубокой штамповки и последующая механическая обработка обоймы ведет к повышению стоимости изготовления торцевого уплотнения, а большая масса вращающихся частей может привести к увеличению вибраций и снижению ресурса торцевого уплотнения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является двойное торцевое уплотнение вращающегося вала, содержащее два охватывающих вал неподвижных кольца трения и размещенные на валу между последними два подпружиненных подвижных кольца трения, каждое из которых прижато к своему неподвижному кольцу трения и имеет вторичное эластичное уплотнение относительно вала (см. патент RU №2136995, кл. F16J 15/34, опубл. 10.09.1999).

Описанное выше торцевое уплотнение имеет более высокую надежность работы, однако и в этой конструкции торцевого уплотнения использовано много профилированных деталей, а на валу необходимо выполнить несколько продольных пазов, в которых должны быть размещены горизонтальные параллельные участки поводков, что усложняет сборку и эксплуатацию торцевого уплотнения и приводит к снижению надежности его работы.

Задача изобретения – упрощение конструкции двойного торцевого уплотнения.

Техническим результатом, на достижение которого направлено настоящее изобретение, является повышение надежности торцевого уплотнения.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что двойное торцевое уплотнение вращающегося вала содержит два охватывающих вал неподвижных кольца трения и размещенные на валу между последними два подпружиненных подвижных кольца трения, каждое из которых прижато к своему неподвижному кольцу трения и имеет вторичное эластичное уплотнение относительно вала, при этом между подвижными кольцами трения на валу установлена обойма, зафиксированная от проворота относительно вала посредством установленного в обойме подпружиненного штифта, выходной конец которого расположен в выполненном на валу пазу, вторичное эластичное уплотнение установлено в подвижном кольце трения, снабженном с открытого торца нажимной шайбой, между нажимными шайбами установлены вокруг вала пружины, проходящие через отверстия обоймы, при этом на обойме закреплен выполненный в виде пластины поводок для передачи крутящего момента от вала к подвижным кольцам трения, а концы поводка вставлены в выполненные в подвижных кольцах трения пазы с возможностью перемещения подвижных колец в осевом направлении относительно вала.

Для решения поставленной задачи конструкция двойного торцевого уплотнения выполнена из однотипных простых в изготовлении деталей. Выполнение конструкции торцевого уплотнения в виде симметричной самоустанавливающейся конструкции позволило выполнить поводок в виде плоской пластины, закрепленной по центру на зафиксированной относительно вала обойме. Размещение между нажимными шайбами нескольких пружин, размещенных вокруг вала, позволяет повысить надежность работы уплотнения, поскольку выход из строя одной пружины не приведет к разгерметизации уплотнения и нарушению его работы. Кроме того, пропущенные через обойму пружины являются дополнительными поводками, через которые выравнивают усилие, передаваемое поводком подвижным кольцам трения как в осевом, так и в окружном направлении, что позволяет дополнительно повысить надежность работы торцевого уплотнения.

На фиг.1 изображен общий вид описываемого уплотнения и на фиг.2 – разрез А-А на фиг.1.

Двойное торцевое уплотнение вращающегося вала содержит два охватывающих вал 1 неподвижных кольца трения 2 и размещенные на валу 1 между последними два подпружиненных подвижных кольца трения 3, каждое из которых прижато к своему неподвижному кольцу трения 2 и имеет вторичное эластичное уплотнение 4 относительно вала. Между подвижными кольцами трения 3 на валу 1 установлена обойма 5, зафиксированная от проворота относительно вала 1 посредством установленного в обойме 5 подпружиненного штифта 6, выходной конец которого расположен в выполненном на валу 1 пазу. Вторичное эластичное уплотнение 4 установлено в подвижном кольце трения 3, снабженном с открытого торца нажимной шайбой 7. Между нажимными шайбами 7 установлены вокруг вала 1 пружины 8, проходящие через отверстия обоймы 5. На обойме 5 закреплен выполненный в виде пластины поводок 9 для передачи крутящего момента от вала 1 к подвижным кольцам трения 3, а концы поводка 9 вставлены в выполненные в подвижных кольцах трения 3 пазы с возможностью перемещения подвижных колец трения 3 в осевом направлении относительно вала 1. Штифт 6 подпружинен посредством охватывающей обойму 5 пружинной проволоки 10, концы которой зафиксированы в обойме 5.

Уплотнение работает следующим образом.

Вращение вала 1 через обойму 5 и поводок 9 передается подвижным кольцам трения 3. Пружинами 8 подвижные кольца трения 3 удерживаются на своих местах и прижимаются каждое к своему неподвижному кольцу трения 2, предотвращая утечки через торцевое уплотнение. Утечки вдоль поверхности вала 1 предотвращаются вторичными эластичными уплотнениями 4, которые прижимаются к валу 1 и подвижным кольцам трения 3 пружинами 8 через нажимные шайбы 7.

Настоящее изобретение может быть использовано в машиностроении, нефтедобывающей и газодобывающей промышленности в насосах, турбинах и других видах машин, где требуется обеспечить герметичность между вращающимся валом и неподвижными элементами, например корпусом насоса или турбины.

Формула изобретения

Двойное торцевое уплотнение вращающегося вала, содержащее два охватывающих вал неподвижных кольца трения и размещенные на валу между последними два подпружиненных подвижных кольца трения, каждое из которых прижато к своему неподвижному кольцу трения и имеет вторичное эластичное уплотнение относительно вала, отличающееся тем, что между подвижными кольцами трения на валу установлена обойма, зафиксированная от проворота относительно вала посредством установленного в обойме подпружиненного штифта, выходной конец которого расположен в выполненном на валу пазу, вторичное эластичное уплотнение установлено в подвижном кольце трения, снабженном с открытого торца нажимной шайбой, между нажимными шайбами установлены вокруг вала пружины, проходящие через отверстия обоймы, при этом на обойме закреплен выполненный в виде пластины поводок для передачи крутящего момента от вала к подвижным кольцам трения, а концы поводка вставлены в выполненные в подвижных кольцах трения пазы с возможностью перемещения подвижных колец в осевом направлении относительно вала.

РИСУНКИ