УПЛОТНЕНИЕ МЕЖДУ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ И НЕВРАЩАЮЩЕЙСЯ ДЕТАЛЯМИ С ПЛАВАЮЩИМ КОЛЬЦОМ

Полезная модель относится к уплотнениям и может быть использована в различных в различных областях техники для создания уплотнений для рабочих колес лопастных машин, например, центробежных насосов или уплотнений валов в нефтяной и химической промышленности.
Известно щелевое уплотнение радиального зазора между вращающейся деталью (например, валом) и невращающейся деталью (например, корпусом), содержащее кольцевую проточку в корпусе с упорным торцем, в который упирается торец плавающего кольца, установленного в кольцевой проточке с возможностью радиального (в плоскости упорного торца) перемещения вслед за радиальными перемещениями вала как при сборке (когда ось вала не совпадает с осью отверстия в корпусе), так и при работе, когда вал прогибается, например, под действием различных нагрузок. При этом в кольце выполнен паз на торце, обращенном в сторону упорного торца невращающейся детали, а в этом пазу размещен штифт, запрессованный в корпус (см., например, книгу Марцинковский В.А. "Бесконтактные уплотнения роторных машин", М., Машиностроение, 1980 г., стр. 115, рис. 55).
Известное техническое решение имеет ряд недостатков, обусловленных элементами, предотвращающими проворачивание плавающего кольца в направлении вращения детали (вала) при касании вала о внутреннюю поверхность отверстия плавающего кольца в момент начала работы уплотнения, когда кольцо еще не начало "плавать", то есть когда в зазоре еще нет жидкости, создающей подъемную силу, необходимую для "плавания" кольца. Этот недостаток обусловлен конструкцией "штифт+паз в кольце", а именно:
а) штифт нередко создает вмятину в месте контакта со стенкой паза в кольце, что может привести в заклиниванию плавающего кольца в результате чего оно (кольцо) перестанет перемещаться в радиальном направлении - перестанет "плавать".
б) штифт может выпасть из отверстия в результате вибрации при работе и упереться в дно паза, выполненного у кольце - что также может привести к тому, что плавающее кольцо сдвинется и нарушится контакт торца плавающего кольца с упорным торцем корпуса - в результате чего уплотнения по торцу плавающего кольца не будет и функция уплотнения будет нарушена.
Таким образом, известное уплотнение имеет низкую надежность.
Целью полезной модели является устранение недостатков известного технического решения и повышение надежности.
Поставленная цель достигается тем, что в невращающейся детали выполнен паз, а на наружном диаметре плавающего кольца выполнен выступ, в котором выполнено сквозное отверстие, а штифт, установленный в невращающейся детали размещен в сквозном отверстии.
На фиг. 1 изображен продольный разрез уплотнения с плавающим кольцом, на фиг. 2 - разрез А-А, где:
1 - вращающаяся деталь, колесо
2 - невращающаяся деталь, корпус
3 - кольцевая проточка
4 - упорный торец
5 - плавающее кольцо
6 - крышка
7 - паз
8 - выступ
9 - сквозное отверстие
10 - отверстие
11 - штифт
1
2
Z Z - зазоры
1
2
П, П - полости.
1
2
1
2
Уплотнение между вращающейся деталью 1 (далее именуется колесо 1) и невращающейся деталью 2 (далее именуется корпус 2) содержит кольцевую проточку 3 с упорным торцем 4, в которой размещено плавающее кольцо 5, установленное в проточке с радиальным зазором "Z", позволяющим кольцу перемещаться в радиальном направлении (в плоскости, перпендикулярной оси вращения детали 1). Кольцо 5 образует кольцевой зазор "Z" с поверхностью вращающейся детали - что и является уплотняющим зазором, разделяющим полости П и П с разными давлениями при работе уплотнения в составе насоса, например. В крышке 6, закрывающей кольцо 5, выполнен паз 7 (его удобнее выполнить в крышке, не усложняя корпуса), в котором размещен выступ 8, выполненный заодно целое с плавающим кольцом на наружном диаметре кольца. В выступе выполнено сквозное отверстие 9, а в корпусе выполнено отверстие 10, в котором установлен штифт 11 с диаметром меньшим, чем диаметр отверстия 9. Штифт насквозь пронизывает отверстие 9 и поэтому при контакте с отверстием 9 не оставляет вмятин в отверстии 9, позволяя кольцу 5 перемещаться. Крышка 6 закрывает штифт 11 и препятствует его выпадению. Размеры паза 7 выполнены такими, что позволяют кольцу 5 перемещаться в радиальном направлении - "плавать".
В момент начала вращения колеса 1 штифт 11 упирается в поверхность отверстия 9, препятствуя вращению кольца 5, но при этом позволяет кольцу перемещаться в радиальном направлении следя за перемещениями колеса 1 в радиальном направлении.
Так как отверстие 9 под штифт 11 выполнено сквозным штифт 11 не может привести к заклиниванию плавающего кольца - это повышает надежность уплотнения по сравнению с известным техническим решением.
Так как штифт от выпадения удерживается крышкой 6, его выпадение исключается, что также повышает надежность.
2
При работе уплотнения на жидкой рабочей среде в зазоре "Z" возникает подъемная сила, которая стремится сдвинуть кольцо 5 в радиальном направлении в такое положение, что трение кольца 5 о поверхность колеса 2 будет отсутствовать - то есть кольцо будет "плавать".