Контактное уплотнение

 

1. КОНТАКТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее вал, установленное в корпусе и зафиксированное от проворота сегментное кольцо, выполненное из отдельных сегментов со смещенными в 13 ihb.v : ih;. окружном направлении стыками, снабженное уплотнителем стыков, отличающееся тем, что, с целью сокращения трудоемкости при изготовлении , повышения герметичности и надежности в работе, уплотнитель стыков и сегментное кольцо выполнены в виде соосных цилиндров, при этом сегменты на валу и уплотнитель стыков на сегментном кольце размещены с натягом. 2. Уплотнение поп,1,отличающееся тем, что между торцами сегментного кольца, уплотнителя стыков IJ торцом корпуса установлены сферические кольца. СО 00

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(sg F 16 3 15 26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3415662/25-08 (22) 29.03.82 (46) 05.84.Бюл. 11 19 (72) О.El.Àíòoíoâ (53) 62-762 (088.8) (56) 1, Патент США М 2365065. кл. 277-44, 1965.

2, Авторское свидетельство СССР

9 761776, кл. F 16 J 15/32, 19?8 (прототип). (54)(57) 1. КОНТАКТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее вал, установленное в корпусе и зафиксированное от проворота сегментное кольцо, выполненное из отдельных сегментов со смещенными в

„„SU„„1093848 A окружном направлении стыками, снабженное уплотнителем стыков, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения трудоемкости при изготовлении, повышения герметичности и надежности в работе, уплотнитель стыков и сегментное кольцо выполнены в виде соосных цилиндров, при этом сегменты на валу и уплотнитель стыков на сегментном кольце размещены с натягом.

2. Уплотнение по п,1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что между торцами сегментного кольца, уплотнителя стыков и торцом корпуса установлены сферические кольца.

848

f 1093

Изобретение относится к уплотнительной технике.

Известно контактное уплотнение, содержащее установленные в корпусе и зафиксированные от проворота сегментные кольца со смещенными в окружном направлении стыками 1.! ) .

Недостатком уплотнения является наличие радиальной утечки через стыки сегментов второго кольца сверху. 10

Известно также контактное уплотнение, содержащее вал, установленное в корпусе и зафиксированное от проворота сегментное кольцо, выполненное из отдельных сегментов со смещен- 15 ными в окружном направлении стыками, снабженное уплотнителем стыков, который выполнен в виде гибкой сплошной втулки, изгибаемой при установке на выступах сегментов (2 3.

Недостатками известного контактного уплотнения являются большая трудоемкость в изготовлении и низкая на;, дежность при увеличении динамических нагрузок, воздействующих на уплотни- 25 тель, вследствие чего происходит раскрытие стыков между сегментами и торцом корпуса.

Цель изобретения — сокращение трудоемкости при изготовлении, повышение герметичности и надежности в работе, Поставленная цель достигается тем, что в контактном уплотнении, содержащем вал, установленное в корпусе и зафиксированное от проворота сегмент35 ное кольцо, выполненное из отдельных сегментов со смещенными в окружном направлении стыками, снабженное уплотнителем стыков, уплотнитель стыков и сегментное кольцо выполнены в виде соосных цилиндров, при этом сегменты на валу и уплотнитель стыков на сегментном кольце размещены с натягом.

Кроме того, между торцами сегментного кольца, уплотнителя стыков и торцом корпуса установлены сферические кольца. уплотнение снабжено разрезным кольцом, внутренний диаметр которого равен наружному диаметру сегментного кольца, а прорезь разрезного кольца смещена относительно щелей сегментного кольца на некоторый угол в окружном направлении. Кроме того, 55 разрезное и сегментное кольца могут быть выполнены в виде цилиндров со встречными прорезями, смещенными в каждом иэ цилиндров относительно друг друга, а разрезное кольцо снабжено натяжным устройством, например, в виде винтовой пары.

Встык между торцом корпуса и торцами сегментного и разрезногО колец установлены сферические шайбы.

На фиг, 1 изображено уплотийиие продольный разрез; на фиг. 2 — торцы сегментного кольца и уплотнителя стыков в сборе;.на фиг. 3 — торцовый фиксатор, аксонометрическая проек ;,ия, на фиг. 4 — сегментное кольцо и уплотнител ь стыков, аксонометрическая проекция; на фиг.5— уплотнитель стыков и сегментное кольцо, выполненные в виде цилиндров со встречными прорезями; на фиг.б — торцы сегментного кольца и уплотнителя стыков, когда сегментное кольцо выполненно.в виде цилиндра со встречными прорезями, а уплотнитель стыков снаружи стянут браслетной пружиной; на фиг. 7 — элементы уплотнения, аксонометрическая проекция.

На валу 1, например, турбомашины или насоса установлено сегментное кольцо 2, выполненное, например, из трех или более отдельных сегмен+ тов 3 со ступенчатыми стыками, образующими цели 4 при посадке сегментов на вал 1 (фиг.l,2 и 4).

На наружный диаметр сегментного кольца 2 установлен уплотнитель стыков - кольцо 5, снабженный сквозным разрезом 6. Внутренний диаметр уплотнителя выполнен равным наружному диаметру сегментного кольца 2. Для создания радиальной силы прижатия сегментов 3 сегментного кольца 2 к валу l уплотнитель стыков снабжен стяжным устройством, например, в виде двух фланцев 7 и 8, стянутых винтом 9. Фланцы 7 и 8 могут быть стянуты другим устройством, например пружинным элементом или контровочной проволокой и т.п. Для придания уплотнителю стыков пружинящих свойств оно может быть снабжено встречными прорезями 10 и 11 с образованием между ними гибких перемычек 12. На торцах сегментного кольца 2 и уплот" нителя 5 выполнены торцовые пазы 13 и 14.для фиксации этих колец от проворота в окружном направлении торцовой пружиной-фиксатором 15, выступы 16 и 17 которой смещены относительно друг друга на некоторый угол и

3 10938 придают ей пружинящие свойства. Выступы 16 входят в пазы 13 и 14 колец 2 и 5, а выступы !7 входят в пазы 18 в корпусной детали — крышке уплотнения, препятствуя повороту колец 2 и 5 в окружном направлении, одновремен5 но прижимая их к торцу 19 корпуса 20.

Для предотвращения образования щелей между торцами колец 2 и 5 и торцом 19 между этими элементами установлены сферические шайбы 21 и 22.

При нарушении перпендикулярности торца 19 к оси вала, вызванном неправильным монтажом, отклонениями формы !

5 детали при производстве, прогибами вала в работе, сферические шайбы поворачиваются по сферическим поверхностям и смещаются в радиальном направлении, подстроившись под новое положение вала. При этом в стыках этих деталей щели не образуются и утечки уплотняемой жидкости не возрастают.

На фиг. 5 изображен вариант вы25 полнения сегментного кольца и уплотнителя стыков со встречными прорезями. Выполнение сегментного кольца и уплотиителя стыков из отдельных сегментов 3 отличается повышенной трудоемкостью из-за того, что требуется высокая точность изготовления ступенчатых стыков и их плотной пригонки друг к другу и к торцу 19 корпуса 20. Отклонения в производстве при изготовлении этих элементов ведут к увеличению утечек по неприлегающим элементам. Разбивка сегментного кольца на сегменты осуществлена встречными прорезями 23 и 24. В этом случае автоматически 40 получается идеальная стыковка соседних сегментов и идеальная герметичность по стыковым элементам этих сегментов, На фиг. 6 и 7 изображен предпочти-45 тельный вариант выполнения сегментного и разрезного колец. Сегментное кольцо 2 выполнено из одного сплош-. ного цилиндра, в кстором выполнены встречные щели 23 и 24. Внутренний 50 диаметр сегментного кольца с небольшим отклонением, преимущественно допуск в тело, кольца 2, равен диаметру вала 1. Внутренний диаметр уплотнителя стыков выполнен равным наруж- 55 ному диаметру сегментного кольца 2.

В кольце 5 сделаны пропилы под пазы 13, под выступы 16 пружины-фикса48 4 то ра 1 5 и о то гнуты о граничи тели 25 минимум по три с каждой стороны кольца. После термообработки и окон- чательной доработки в кольце 5 выполнен сквозной разрез 6. Снаружи на кольцо .5 одета произвольной формы кольцевая пружина, например браслетная пружина 26. Пружина 26 прижимает кольцо 5 к кольцу 2, а последнее к валу 1.

При изготовлении уплотнения сегментное кольцо 2 притирается по валу 1, кольцо 5 внутренним диаметром притирается по наружному диаметру кольца 2, торцы колец 2 и 5 по торцу шайбы 21, а сфера 21 по сфере 22, .торец кольца 2 по торцу 19 корпуса 20, Эти операции предназначены для лучшего прилегания этих элементов друг к другу и уменьшения утечек через эти элементы в микронеровностях их поверхностей, Уплотнение собирают следующим образом.

Располагают вал машины вертикально. Устанавливают сферические шайбы 21 и 22 на торец 19. Одевают на вал 1 кольца 2 и 5, предварительно собранные. Регулируют натяжение пружинных элементов, добиваясь требуемого прижатия сегментного коль-. ца 2 к валу 1. Устанавливают кольца 2 и 5 до упора в шайбы 21 и 22 °

Устанавливают пружину-фиксатор 15, добиваясь попадания выступов 16 в пазы 13 и 14. Устанавливают крышку уплотнения, добиваясь совпадения выступов 17 и пазов 18 крышки уплотнения. При работе машины кольца 2 и 5 прижаты в осевом направлении к шайбам 21 и 22 перепадом давления и пружиной-фиксатором 15 к торцу 19, обеспечивая уплотнение всех стыков.

При этом эона контакта вала 1 с сегментным кольцом 2 охлаждается и смазывается уплотняемой жидкостью через несквозные щели 23 (по всей длине щели 23 ), что улучшает тепловой режим в зоне контакта, так как щели 23 имеют длину, почти равную ширине зоны контакта. Такое выполнение элементов уплотнения позволяет снизить утечки и увеличить герметичность и надежность уплотнения даже в условиях повышенных прогибов вала, повышенных перекосов элементбв корпуса относительно вала, погрешностей изготовления элементов уплотнения, S

1093848

Выполнение сегментного и раз- и резного колец в виде цилиндров со м в с тречными про ре з ями з начител h Ho со к- э ращает трудоемкость изготовления уп- ж лотнения и его стоимость при одно- S В временном увеличении герметичности в элементов стыка соседних сегментов. т

Выполнение внутреннего диаметра колЬца равным диаметру вала и внутреннего диаметра разрезного кольа 5 равным наружному диаметру сегентного кольца 2 улучшает прилегание тих элементов друг к дрязгу, & таке снижает утечки через уплотнение, ыполнение сегментного кольца 2 CO стречными щелями 23 и 24 улучшает епловой режим зоны контакта кольца 2 с валом 1 за счет более протяженных щелей 23 по сравнению с щелями 4 .10 (фиг.4 r при выполнении сегментов 3 в виде отдельных элементов кольца 2.,1093848

Фиг. 7

Составитель !О.Кибиткин

Редактор О.Бугир Техред И.Метелева Корректор А.Тяско

Заказ 3400/30 Тираж 913 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4