ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА

Полезная модель относится к уплотнительной технике и может быть использована для торцового уплотнения вала, работающего, преимущественно, при высоком давлении и температуре и в котором подвижный в осевом направлении узел разделен на две части.
Известны торцовые уплотнения валов, в которых подвижный в осевом направлении узел разделен на две части (патент Англии №965212 кл. F 2 B, 1966)
Недостатком известных уплотнений является совместная центровка частей подвижного в осевом направлении узла, в результате чего происходит износ цилиндрических поверхностей, нарушающий долговечность уплотнения, снижая их надежность, а значительная передача тепла от уплотняющего подвижного контакта торцового уплотнения вала, образованного взаимодействующими по уплотнительному пояску элементами невращающегося и вращающегося узлов, снижает долговечность вторичного уплотнения, представляющего собой кольцо, размещенное в кольцевой канавке, расположенное в радиальном зазоре.
Наиболее близким техническим решением торцового уплотнения вала является решение по авторскому свидетельству СССР №650404 от 15.01.75, в котором уплотняющий подвижный контакт торцового уплотнения вала образован взаимодействующими по уплотнительному пояску элементами невращающегося и вращающегося узлов, невращающийся узел подвижен в осевом направлении и состоит из двух частей, одна из которых образует радиальный зазор, уплотненный вторичным уплотнением, представляющим кольцо, размещенное в кольцевой канавке, а другая - вращательный уплотняющий контакт, при этом обе части друг с другом контактируют и уплотняются кольцом,
размещенным в кольцевой канавке, выполненной в одной из частей невращающегося узла, причем обе части узла, сцентрированы по взаимодействующим с ним элементом конструкции относительно оси вращения независимо друг от друга. Недостатком данного решения является ненадежность работы вторичного уплотнения из-за значительного его нагрева при работе и, как следствие, - невысокий срок службы торцового уплотнения.
Задачей полезной модели является повышение надежности работы торцового уплотнения.
Технический результат от использования полезной модели заключается в повышении надежности торцового уплотнения за счет увеличения срока службы вторичного уплотнения.
Указанный технический результат достигается тем, что на торце одной из двух частей невращающегося узла выполнен кольцевой поясок шириной 0,8-2,5 мм, образующий расстояние между торцами 0,2-1,5 мм, одна из кромок которого образована диаметральной стороной кольцевой канавки.
Диаметральная поверхность кольцевой канавки со стороны кольцевого пояска может выполнена с утлом b=5-15 градусов от горизонтали, что позволяет унифицировать типоразмер резиновых колец в торцовом уплотнении.
На фиг.1 представлено продольное сечение торцового уплотнения;
На фиг.2 представлен вид А фиг.1.
Торцовое уплотнение состоит из корпуса 1, вала 2, проходящего в полости 3. Подвижный уплотняющий контакт образован вращающимся узлом 4 и частью 5 невращающегося узла, подвижного в осевом направлении. К части 5 примыкает другая часть 6, между которыми установлено кольцо 7, расположенное в кольцевой канавке 8, диаметральная сторона 9 является кромкой выполненного кольцевого пояска 10. Данный поясок выполнен шириной L=0,8-2,5 мм и
образующий между торцами части 5 и части 6 расстояние Н=0,2-1,5 мм. Предварительный прижим колец производится пружиной 11. Часть 5 центрируется относительно оси поверхностью 12 через втулку 13, а часть 6 также самостоятельно через поверхность 14, той же втулки 13. В приведенном примере поверхность 12 и поверхность 14 выполнена как одна поверхность. В приведенном случае антифрикционное кольцо центрируется по наружной поверхности в опорном кольце, а совместно они центрируются по поверхности 12 как одно целое (узел 5). Между частью 6 и втулкой 13 установлено вторичное уплотнение 15, представляющее резиновое кольцо, установленное в кольцевой канавке, служащее для разделения полости 3 с высоким давлением от полости 16 с более низким давлением.
Диаметральная поверхность кольцевой канавки со стороны кольцевого пояска может быть выполнена с углом b=5-15 градусов от горизонтали, что позволяет унифицировать типоразмер резиновых колец в торцовом уплотнении.
В рассматриваемом примере невращающийся узел, подвижный в осевом направлении, выполнен невращающимся. Однако, очевидно, что данное техническое решение можно осуществить в том случае, если сделать невращающийся узел вращающимся. В этом случае независимое центрирование отдельных частей этого узла будет осуществляться не по корпусу, а по валу.
Торцовое уплотнение работает следующим образом.
При работе торцового уплотнения радиальные и осевые биения передаются на деталь 6. Радиальные силы замыкаются через поверхность 12 на детали 13. В район вторичного уплотнения на поверхность 14 радиальные силы передаются в слабой степени, обусловленной коэффициентом трения материалов частей 5, 6 и с учетом того, что введен кольцевой поясок 10, уменьшающий поверхность соприкосновения частей 5 и 6, что также способствует снижению теплопередачи с части 5 к части 6.
Благодаря этому кольцо вторичного уплотнения 15 находится в более благоприятных условиях, что удлиняет срок его службы и повышает надежность работы всего уплотнения.
Промышленная применимость очевидна. Торцовое уплотнение вала прошло опытную проверку на стенде ООО НГЩ «Анод» и доказало свое преимущество по сравнению с прототипом.
Перечисленные признаки отличают техническое решение от прототипа и обуславливают соответствие этого решения требованиям полезной модели