ТОРЦЕВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА

Полезная модель относится к машиностроению, а именно, к конструкциям торцевых уплотнений.
Известно торцевое уплотнение вращающегося вала, содержащее неподвижную сборочную единицу, состоящую из обоймы с установленным в ней герметично без проворота кольцом трения, надетую на вал, и установленную герметично с отсутствием проворота посредством вторичного уплотнения во фланец и подвижную в осевом направлении вращающуюся сборочную единицу, надетую на вал, и прижатую усилием сжатой конической пружины к кольцу пары трения неподвижной сборочной единицы, на валу образован уступ, между которым и подвижной в осевом направлении вращающейся сборочной единицей установлена коническая пружина, передающая крутящий момент от вала к вращающейся сборочной единице, направление ее навивки противоположно направлению вращения вала, вращающаяся сборочная единица содержит обойму, в которую герметично установлено с отсутствием проворота кольцо пары трения, прижатое к кольцу пары трения неподвижной сборочной единице, с другой стороны обоймы выполнена внутренняя проточка, в которую установлено вторичное уплотнение, обеспечивающее герметичность между обоймой и валом, упорная шайба и опорный виток большего основания конической пружины, конец опорного витка большего основания пружины отогнут в радиальном направлении наружу и вставлен в радиально выполненную прорезь обоймы (см. патент RU №48014, кл. F16J 15/34, опубл. 10.09.2005). Однако в этом уплотнении в момент пуска уменьшается диаметр большего основания конической пружины и при передаче крутящего момента от вала к обойме вращающейся появляется риск выскальзывания отогнутого конца пружины из прорези обоймы, что приводит к неработоспособности и поломке торцевого уплотнения. Кроме того опорный виток имеющий менее одного опорного витка имеет не строго перпендикулярную поверхность относительно оси вала при передаче крутящего момента и стремится тем самым отклонить обойму вращающейся сборочной единицы от оси перпендикулярной оси вала, тем самым возможно неравномерное прижатие колец трения друг к другу.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является устранение отмеченного недостатка. Технический результат заключается в повышении надежности работы торцевого уплотнения за счет предотвращения выскальзывания отогнутого конца из прорези обоймы и более равномерного прижатия колец трения друг к другу.
Указанная задача решается, а технический результат обеспечивается за счет того, что в торцевом уплотнении вращающегося вала, содержащим неподвижную сборочную единицу, состоящую из обоймы с установленным в ней герметично без проворота кольцом трения, надетую на вал, и установленную герметично с отсутствием проворота посредством вторичного уплотнения во фланец и подвижную в осевом направлении вращающуюся сборочную единицу, надетую на вал, и прижатую усилием сжатой конической пружины к кольцу пары трения неподвижной сборочной единицы, на валу образован уступ, между которым и подвижной в осевом направлении вращающейся сборочной единицей установлена коническая пружина, передающая крутящий момент от вала к вращающейся сборочной единице, направление ее навивки противоположно направлению вращения вала, вращающаяся сборочная единица содержит обойму, в которую герметично установлено с отсутствием проворота кольцо пары трения, прижатое к кольцу пары трения неподвижной сборочной единице, с другой стороны обоймы выполнена внутренняя проточка, в которую установлено вторичное уплотнение, обеспечивающее герметичность между обоймой и валом, упорная шайба и опорный виток большего основания конической пружины, конец опорного витка большего основания пружины отогнут в радиальном направлении наружу и вставлен в радиально выполненную прорезь обоймы, большее основание конической пружины снабжено дополнительным опорным витком, наружный диаметр которого меньше внутреннего диаметра обоймы вращающейся сборочный единицы, а внутренний диаметр «d» меньшего основания пружины в ее исходном состоянии, т.е. состоянии, когда она не надета на вал, меньше диаметра «D» вала.
На фиг. 1 представлен продольный разрез торцевого уплотнения, на фиг. 2 - вид сбоку на коническую пружину, на фиг. 3 - вид спереди на коническую пружину на фиг. 4 - вращающаяся сборочная единица.
Торцевое уплотнение вращающегося вала содержит неподвижную сборочную единицу, состоящую из обоймы 1 с установленным в ней герметично без проворота кольцом 2 трения, надетую на вал 3, и установленную герметично с отсутствием проворота посредством вторичного уплотнения 4 во фланец 5 и подвижную в осевом направлении вращающуюся сборочную единицу, надетую на вал 3, и прижатую усилием сжатой конической пружины 6 к кольцу 2 пары трения неподвижной сборочной единицы, на валу образован уступ, между которым и подвижной в осевом направлении вращающейся сборочной единицей установлена коническая пружина 6, передающая крутящий момент от вала 3 к вращающейся сборочной единице, направление ее навивки противоположно направлению вращения вала. Вращающаяся сборочная единица содержит обойму 8, в которую герметично установлено с отсутствием проворота кольцо 7 пары трения, прижатое к кольцу 2 пары трения неподвижной сборочной единице, с другой стороны обоймы выполнена внутренняя проточка, в которую установлено вторичное уплотнение 9, обеспечивающее герметичность между обоймой и валом, упорная шайба 10 и опорный виток 11 большего основания конической пружины 6, конец 12 опорного витка большего основания пружины отогнут в радиальном направлении наружу и вставлен в радиально выполненную прорезь 13 обоймы 8. Большее основание конической пружины 6 снабжено дополнительным опорным витком 14, наружный диаметр которого меньше внутреннего диаметра обоймы вращающейся сборочный единицы
При работе торцевого уплотнения рабочее усилие сжатия-растяжения прилагают вдоль оси пружины 6, а рабочее усилие крутящего момента передается от вращающегося вала 3 через пружину 6, меньшее основание которой надето с натягом на вал 3, подвижному кольцу 7 трения благодаря тому, что упор-поводок, образованный отогнутым концом 12 пружины 6 расположен в прорези 13 обоймы 8 подвижного кольца 7 трения. Поскольку направление навивки пружины 6 противоположно направлению вращения вала 3, пружина 6 работает на скручивание, что усиливает обжим меньшим основанием пружины 6 вала 3 и практически полностью исключает проскальзывание пружины 6 относительно вала 3 при штатной работе торцевого уплотнения. Под действием осевого усилия сжатой пружины 6 подвижное кольцо трения 7 прижимается к неподвижному кольцу 2 трения, обеспечивая герметизацию по плоскости их контакта. Дополнительный опорный виток 14. большего основания конической пружины 6 предотвращает выскальзывание отогнутого конца 12 из прорези 13 обоймы 8 и более равномерного прижатия колец 2 и 7 трения друг к другу.
Настоящая полезная модель, может быть использована 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, компрессора или турбины.