Устройство для соединения относительно вращающихся коаксиальных трубопроводов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНО ВРАЩАЮЩИХСЯ КОАКСИАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ, расположенных с образованием кольцевого зазора между их цкпиндрическини поверхностями, в котором размещены уплотнительная набивка взаимодействующая через кольцевой элемент с грундбуксой и средство для автоматического поджима набивки в виде нажимного кольца, установленного на внутреннем трубопроводе, и опорного кольца, отличающеес я тем, что, с целью повьпяения срока службы устройства, оно снабжено шариками, стопорным элементом и упорной втулкой, зафиксированной на внутреннем трубопроводе, а грундбукса выполнена в виде соединенных по резьбе втулки и стакана, между которыми размещена упорная втулка, шарики размещены в зазоре между обращенными один к другому торцами упорной втулки и стакана с образованием подшипника качения, при этом нажимное кольцо установлено с зазором По отношению к основному кольцу, равным или меньшим зазора между упорной втулкой и стаканом, причем стопорный элемент установлен на конце наружного трубопровода с возможностью контакта с кольел цевым элементом при выборе зазора между нажимным и опорным кольцами. 2.Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что, с целыо исключения скручивания набивки, опорное кольцо зафиксировано от проворота относительно наружного трубоел провода . 3.Устройство по пп., 1 и 2, о тСП личающееся тем, что, с целью предотвращения попадания среды в подшипник качения, втулка выполнена с дренажным отверстием и кольцевым буртиком, выступающим со CTojJOHM внутреннего трубопровода. 4.Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что, с целью обеспечения контроля технического состояния устройства, оно снабжено сигнальной ппанкой, установленной на внутреннем трубопроводе с зазором относительно торца стакана.

(19) (I)) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(gt) F 16 L 27/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3666132/29-08 (22) 15.09.83 (46) 07.05.85. Бюл. Ф 17 (72) В.П. Холопов, И.С. Коленбетов, Н.Г. Щекин, И.Д. Лаптев, С.К. Сафарьянц, О.В. Заключнов, Г.В. Кожев— ников, В.Е. Глинский, В.И. Седов, С.И. Казенков, А.И. Антонов, А.E. Руднев, В.Н. Биневский и А.Н. Кулагин (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии и Производственное объединение "Новокраматорский машиностроительный завод" (53) 621.643(088.8) (56) Chiksan,, MechanicaI Engineering, December, 1954 с. 2.

Авторское свидетельство СССР

Р 1040264, кл. F 16 L 27/00, 1978. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНО ВРАЩАЮЩИХСЯ

КОАКСИАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ, расположенных с образованием кольцевого зазора между их.цилиндрическими поверхностями, в котором размещены уплотнительная набивка, взаимодействующая через кольцевой элемент с грундбуксой и средство для автоматического.поджима набивки в виде нажимного кольца, установленного на внутреннем трубопроводе, и опорного кольца, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повьппения срока службы устройства, оно снабжено шариками, стопорным элементом и упорной втулкой, зафиксированной на внутреннем трубопроводе, а грундбукса выполнена в виде соединенных по резьбе втулки и стакана, между которыми размещена упорная втулка, шарики размещены в зазоре между обращенными один к другому торцами упорной втулки и стакана с образо. ванием подшипника качения, при этом нажимное кольцо установлено с зазором по отношению к основному кольцу, равным или меньшим зазора между упорной втулкой и стаканом, причем стопорный элемент установлен на конце наружного трубопровода с возможностью контакта с кольцевым элементом при выборе зазора между нажимным и опорным кольцами.

2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что, сцелью исключения скручивания набивки, опорное кольцо зафиксировано от проворота относительно наружного трубопровода.

3. устройство по пп., 1 и 2, о т.— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью предотвращения попадания среды в подшипник качения, втулка выполнена с дренажным отверстием и кольцевым буртиком, выступающим со стороны внутреннего трубопровода.

4. Устройство по пп. 1-3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения контроля технического состояния устройства, оно снабжено сигнальной планкой, установленной на внутреннем трубопроводе с зазором относительно торца стакана.

1 1154507 2

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для транспортировки жидких нагревательных сред под давлением при температуре среды до 300 С и давлении до 50 кгс/см" по относительно вращающимся коаксиальным трубопроводам и может быть использовано для транспортировки охлаждающих сред к охлажденным подвижным элементам электродуговых сталеплавильных печей и качающихся мартеновских печей.

Целью изобретения является повышение срока службы устройства за счет установки дополнительного функционального узла, вступающего в работу при выходе из строя основного функционального .узла.

На чертеже изображено устройство, продольный разрез.

Устройство содержит конец внутреннего трубопровода 1, расположенный в раструбе наружного трубопровода 2 таким образом, что между внутренней цилиндрической поверхностью раструба трубопровода 2 и наружной цилиндрической поверхностью конца трубопровода 1 образуется кольцевой зазор. В кольцевом зазоре размещаются нажимное 3 и опорное 4 кольца, уплотнительная набивка 5 и кольцевой элемент 6. Нажимное кольцо 3 имеет коническую расточку и фиксируется от осевого смещения к концу трубопровода 1 и проворачивания относительно последнего разрезным пружинным стопорным кольцом 7.

Опорное кольцо 4 имеет паз, в который входит штифт 8, жестко соединенный с раструбом трубопровода 2 и предотвращающий проворачивание опорного кольца 4 относительно уплотнительной набивки 5 е целью исключения возможности скручивания последней.

Кольцевой элемент 6 имеет коническую проточку под стопорное кольцо 9. Кольца 3 и 4 при устранении зазораб1 образуют пяту и подпятник подшипника скольжения. Устройство содержит также резьбовую втулку 10 и установленные последовательно резьбовую крышку 11, упорную втулку 12 стакан 13, шарики 14 и сигнальную планку 15.

Резьбовая втулка 10 одним концом примыкает к кольцевому элементу 6, а вторым сочленяется по резьбе с крышкой 11, соединенной болтовым соединением со стаканом 13. Резьбовое соединение втулки 10 с крышкой

11 необходимо для регулировки зазо5 ра Я„ при сборке, которой принимается меньшим на 2 мм конструктивного зазора Я между торцами втулки 12 и стакана 13. Втулка 10 имеет дренажное отверстие 16 и кольцевой буртик 17, предназначенные для предотвращения попадания транспортируемой среды к шарикам 14 в случае ее просачивания через уплотнительную набивку. Упорная втулка 12, 15 располагаемая на конце трубопровода 1 с одной стороны, имеет коническую расточку под стопорное кольцо

18, назначение которого аналогично назначению стопорного кольца 7, а

20 с другой стороны на торце — V-образную кольцевую канавку, являю-. щуюся беговой дорожкой для шариков 14

Стакан 13 на внутренней торцо25 вой поверхности также имеет ответную V îáðàçíóþ кольцевую канавку.

Шарики 14 закладываются в бего- вую дорожку без сепаратора с зазором между последними шариками, ЗО меньшим диаметра. шарика. Собран-. ные воедино элементы 11-14 устрой. ства образуют упорный шарикоподшипниковый узел с закладными шариками.

Сигнальная планка 15, расположенЗ5 ная с внешней стороны стакана 13, крепится на трубопроводе 1 с помощью болта и устанавливается с зазором 8 по отношению к торцу стакана.13 равным 0,2-0,5 мм, с целью о предотвращения трения при относительном вращении стакана и планки.

Сигнальная планка предназначена для визуального наблюдения за степенью износа элементов (3, 4, 12, 45 13 и 14) устройства, расположенных во внутренних, недоступных для осмотра полостях. Сигнальная планка 15 может быть выполнена в виде устройства типа "конечный выключа5О тель", установленного, например, таким образом, чтобы оно срабатывалось при выдвижении конца трубопровода 1 относительно торца стакана 13 на величину зазора д, . Это позволит исключить необходимость визуального наблюдения и обеспечить автоматическую сигнализацию технического состояния элементов устройства. Сочленение элементов 10 — 14

1154507 устройства, располагаемых на конце трубопровода 1 с раструбом второго трубопровода 2, осуществляется с помощью накидного фланца 19. шпилечного соединения 20 и приварного фланца 21.

Накидной фланец 19 устанавливается на цилиндрическую проточку на стакане 13 и упирается в кольцевой буртик приварной фланец 21 приваривается к раструбу трубопровода 2 °

Шпилечное соединение 20 предназначено для предварительной подтяжки уплотнительной .набивки и одновременной передачи осевого усилия от конца трубопровода 1.к раструбу трубопровода 2 °

Устройство работает следующим образом.

При транспортировании рабочей среды под давлением возникают осевые усилия, стремящиеся раздвинуть концы трубопроводов 1 и 2 в противоположных направлениях. Эти усилия через стопорное кольцо 18 передаются на втулку 12 и далее через элементы 14, 13, 19, 20 и 21 устройства на раструб трубопровода 2, образуя таким образом замкнутую уравновешенную систему сил. По мере износа и(или) приработки беговых дорожек втулки 12 и стакана 13 и шариков 14 зазор о< уменьшается, одновременно уменьшается зазор Б„и увеличивается зазор 83 . так как конец первого трубопровода 1 выдвигается наружу. Разница между величинами зазора К3 (первоначальная и после определенной наработки устройства ) определяет степень износа и приработки беговых дорожек втулки 12 стакана .13 и шариков 14. При уменьI щения зазора 8z до нуля или близкого к нулю значения зазора 8„ также уменьшатся до нуля а зазор б увеличится на такую же величину. Указанное увеличение зазора 3 послужит сигна5 лом того, что шарикоподшипниковый узел, образуемый элементами 18, 11, 12, 13 и 14, утратил работоспособность и в работу вступил упорный подшипник скольжения, образуемый элементами 3, 4 и 7. В этом случае шарикоподшипниковый узел из работы следует исключить.

Это достигается тем, что гайки шпилевого соединения отпускаются

15 до положения, когда кольцевой элемент 6 своим скосом упрется в стопорное кольцо 9. Одновременно соответственно передвигается сигнальная планка 15, имеющая продольный паз

20 под крепежныи болт. Начиная с этого момента, сигнальная планка определяет степень износа элементов 3 и 13 упорного подшипника скольже25 ния. В этом положении осевое усилие от конца трубопровода 1 стопорного кольца 7 передается на кольцо

3 н далее через кольцо 4, уплотнительную набивку 5, элементы 6 и 9 на раструб трубопровода 2, образуя

30 таким образом замкнутую уравновешенную систему сил. При этом уплотнительная набивка постоянно поджи,мается осевым усилием, пропорциональным внутреннему усилию транспорти35 руемой среды, т.е. таким образом осуществляется подтяжка уплотнительной набивки.

Указанный реким работы предла40 гаемого устроиства является реэервным для предотвращения аварийных ситуаций при выходе из строя ос новного шарикоподшипникового узла.

1154507

Составитель Л,Федотова

Техред М.Надь Корректор В.Синицкая

Редактор Л.Гратило

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

Заказ 2671/33 Тираж 898 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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