Уплотнительный узел вала

 

Изобретение относится к области энергетического арматуростроения и предназначено преимущественно к использованию в арматуре, применяемой для установок АЭС, а также может быть использовано в машиностроении, с-удостроении и др. отраслях народного хозяйства для создания дублирующего уплотнения по валу. Позволяет повысить безопасность в обслуживании и надежность в работе уплотнения вала путем обеспечения прямого включения дополнительно образованного канала отвода протечек только на время действия вспомогательного уплотнения вала с использованием для этого элемента памяти в качестве инициативно-приводного устройства. Во внутранней полости 20 образованной гибкоупругой мембраной 14, размещено инициативно приводное устройство с элементом 21 памяти, выполненным в виде кольца, продольная ось которого размещена параллельно валу 5 и при нагреве , например, посредством электронагревателя 22 трансформирующимся по поперечному сечению в цилиндрическую форму. Между двух радиально конусных поверхностей 16 выполнена радиальная расточка 23 и образован дополнительный капал 24, в котором расположен нормально-закрытый клапан 27, уплотняющий седло 28 канала до срабатывания устройства. Канал 24 сообщается с каналом 19 через промежуточные проходы 29. После достижения элементом 21 памяти, выполненным , например, из сплава никель-титан , температуры изменения его формы, поперечное сечение трансформируется в кольцевое и при этом гибкоупругая мембрана 14, после отслеживания новой формы элемента памяти будет поджата к седловым поверхностям 15, в результате чего и образуется вспомогательное уплотнение по валу 5о 6 ил. € (Л с 4 со 00 со 4 О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (5l)5 ) 16 Ю 15/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4164154/40-08 (22) 22.12 ° 86 (46) 23.09.90, Бюл, 1(- 35 (72) А,М,Бабушкин-Листратов, А,А,Бабушкин-Листратов, Б.А„Кудрявцев и Б.II.Клоков (53) 62-762(088.8) (56) Патент ФРГ Р 3319040, кл. F 16 J 15/34, 1983. 54) УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ВАЛА (57) Изобретение относится к области энергетического арматуростроения и предназначено преимущественно к использованию в арматуре, применяемой для установок АЭС, а также может быть использовано в машиностроении, судостроении и др. отрасгях народного хозяйства для создания дублирующего уплотнения по валу, Позволяет повысить безопасность в обслуживании и надежность в работе уплотнения вала путем обеспечения прямого включения дополнительно образованного канала отвода протечек только на время действия вспомогательного уплотнения вала с исполь зованием;,ля этого элемента памяти в качестве инициативно-приводного устройства. Во внутИзобретение относится преимущественно к арматуростроению и предназначается для создания у лотнения по валу в арматуре, подлежащей к использованию на энергетических установках АЗС, которое позволяет повысить безопасность в обслуживании и надежность в работе уплотнения путе1; обеспечения прямого включения допол-1 ренней полости 20 образованной гибкоупругой мембраной 14, размещено ини. циативно приводное устройство с элементом 21 памяти, выполненным в виде кольца, продольная ось которого размещена параллельно валу 5 и при нагреве, например, посредством электронагревателя 22 трансформирующимся по поперечному сечению в цилиндрическую форму. Между двух радиально конусных поверхностей 16 выполнена радиальная расточка 23 и образован дополнительный канал 24, в котором расположен нормально-закрытый клапан

27, уплотняющий седло 28 канала до срабатывания устройства. Канал 24 сообщается с каналом 19 через промежуточные проходы 29. После достижения элементом 21 памяти, выполненным, например, из сплава ник ель-титан, температуры изменения его формы, поперечное сечение трансформируется в кольцевое и при этом гибкоупругая мембрана 14, после отслеживания новой формы элемента памяти будет поджата к с едлов ым пов ерхностям 15, в результате чего и образуется вспомогательное уплотнение по валу 5. 6 ил.

I нительног о канала отвода и ротечек только на время действия его вспомогательного уплотнения с использованием для этого элемента памяти в качестве инициативно-приводного устройства.

Целью изобретения является повышение безопасности в обслуживании и надежности в работе уплотнения ва1438340 ла путем обеспечения прямого включения дополнит ель но об ра з ов а нног о ка нала отв ода протеч ек только на в рем я действия вспомогательного уплотнения по валу.

На фиг, 1 изображен уплотнительный узел нала в положении после cpalt батывания, продольный ра эрез; на фиг. 2 - сечение А-A на фиг. 1; на 10 фиг. 3 — узел I на фиг. 1; на фиг ° 4узел II на фиг. 3; на фиг. 5 — поперечный разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг, 6 — узел III на фиг. 1, в положении "до срабатывания", 15

Уплотнительный узел вала (см. фиг. 1) содержит корпус 1 и корпусные детали: основание 2, вставку

3 и крьппку 4, в которых размещен вал 5 с втулкой б, закрепляемой на 20 нем гайкой 7 и фиксируемой шпонкой 8, Вал 5 имее"т основное упл отнение, состоящее из сальниковой набивки 9, поджимаемой грунд-буксой 10, и торцовых колец 11,12, соотве" ñòâåííî размещенных во втулке 6 и обойме 13, а также вспомогательное уплотнение, выполняемое гибко-упругой мембраной

14 по двум контактным поверхностям, образованным седловыми (контактными) 30 кромками .15 на радиально-конусных поверхностях 16, - Кольцо 1 2 через обойму 1 3, перемещаемую по штырям 17 и уплотненную по вставке 3, продольно поджимается,посредством пружин 18 к кольцу 11 втулки 6.

Канал 19, выполненный для отвода возможных протечек рабочей среды (например газа) между кольцами 1 .! 40 и 12, сообщается через штуцер вставки 3 со специальной системой сбора протечек„ на чертеже не показанной.

Бо внутренней полости 20, образованной гибко-упругой мембраной 14 (герметично уплотненной по основа нию 2 или втулке 6 в зависимости от исполнения) размещено инициативноприводное устройство с элементом 21 памяти, выполнеиньи в ниде кольца,, обладающего в поперечном сечении и рямоугольно-эллипсной формой (см. фиг. 4 и б), длинная ось которой размещена параллельно валу 5 и при нагреве, например, посредством

55 электронагревателя 22, трансформирующимся по поперечному сечению в цилиндрическую форму (см, фиг. 1 и 3) .

Между двух радиальных конусных поверхностей 16 выполнена радиальная расточка 23 и образован 1 ополнительный канал 24 (для отвода возможных протечек по вспомогательному уплотнению вала), в котором расположен с пружиной 25 и винтом 26 нормальнозакрытый клапан 27, уплотняющий седло 28 канала 24 до срабатывания устройства.

Канал 24 сообщается с каналом 19 через промежуточные проходы 29. Элемент 21 памяти при-необходимости, комплектуется пружинным цилиндрическим кольцом 30, устанавливаемым во

Ф внутренней полости 20 (см, фиг. 3 и 4).

На фиг. 3 и 4 изображен дополнительный вариант исполнения уплотнительного узла вала, который позволяет сократить число корпусных деталей, объединяя основание 2 с корпусом 1 в одно целое, а также разместить гибко-упругую мембрану 14 с элементом 21 памяти на втулке 6 вала 5 и перенести дополнительный канал 24 отвода протеч ек, с расположенным в нем нормально закрытым клапаном 27, в корпус 1 при условии установки нагревателя 22 во втулке 6 и введения скользящего электроконтакта 31, Работа уплотнительного узла вала на создание вспомогательного уплотнения по нему, в случае необходимости (при возникновении аварийной ситуации — негерметичности его основкого уплотнения, например, сальника 9), начинается с подачи управляющего сигнала на включение нагрева геля 22.

После достижения элементов 21. памяти, выполненньм, например, из сплава никель-титан, температуры изменения формы, поперечное сечение последнего из прямоугольно-эллипсного трансформируется в кольцевое, при этом гибкоупругая мембрана 14, выполненная, например, из термостойкой резины марки ИРП-1345, после отслеживания новой формы элемента памяти (с учетом растяжения мембраны) будет поджата к контактным поверхностям, в результате чего и образуется вспомогательное уплотнение по валу 5 (с учетом втулки 6)„

Одновременно с этим элемент 21 памяти через гибкоупругую мембрану

14 путем прямого (непосредственного) 1438340 кинематического взаимодействия с золотником нормально закрытого клапана 27 открывает его и, тем самым, сообщает дополнительный канал 24 (через промежуточные проходы 29) с каналом 19, соединенным с системой отвода протечек.

Во время работы вспомогательного уплотнения вала температура изменения формы элемента памяти поддерживается следящей системой автоматически, состоящей из термопреобразователя (термометра) размещенноrо в районе элемента памяти, и реле включения-выклочения, связанного с нагревателем (следящая система на чертеже не показана), Включение вспомогательного уплотнения в уплотнительном узле вала (после ликвидации аварии, т.е. восстановления основного его уплотнения, например, путем поднабавки или замены сальника 9) производится посредством отключения нагревателя 22.

При необходимости, для ускорения остывания после отклочения нагревателя 22, в конструкцию устройства (в районе нагревателя) рекомендуется разйестить термоспай с организацией подачи на него электронапряжения, т. е. организовать термохолодильник.

После остывания элемента 21 памяти ниже температуры изменения формы, поперечное сечение последнего из кольцевого трансформируется в прямоугольно-эллипсное и при этом гибкоупругая мембрана 14 после отслежи. вания новой формы элемента памяти (с учетом возвращения мембраны под действием упругих сил ее материала к первоначальной форме) отойдет от контактных поверхностей в результате чего снимается вспомогательное уплотнение по валу 5.

Одновременно с этим элемент 21 памяти совместно с мембраной 14 отходит от золотника нормально закрытого клапана 27, который в результа" те этого и под действием его пружин

25 уплотнится по седлу 28 и тем самьм перекроет дополнительный канал

24 и обеспечит отсечение канала 19„ отводящего протечки (в противном случае отводились бы уже не протечки, а сама рабочая среда, так как вспомогательное уплотнение уже раскрылась ).

Формула изобретения

Уплотнительный узел вала преимущественно для арматуры энергетических установок, содержащий корпус и размещенный в его деталях вал с основньм уплотнением, а также инициативно-приводное устройство с вспомогательньм по валу уплотнением, имеющим загерметизированную от рабочей среды внутреннюю полость, образованную гибко-упругой мембраной, взаимодействующей с контактной поверхностью, и канал отвода протечек, о т— личающийс я тем, что, с целью повышения безопасности в обслуживании и надежности в работе уплотнения вала, инициативно-приводное устройство выполнено в виде уста30 новленного во внутренней полости элемента памяти в форме полого кольца, охватывающего вал, при этом продольная ось поперечного сечения кольца расположена параллельно оси вала и и ревышает поперечную и ось наг ревателя, при этом контактная поверхность выполнена в виде радиально-конусных поверхностей с седловьми кромками у их вершин; между этими поверхно40 стями выполнена радиальная расточка, причем расточка сообщена с каналом отвода протечек дополнительньм каналом, в котором установлен нормально закрытый запорный клапан, 45 а элемент памяти размещен с возможностью взаимодействия непосредственно через мембрану с золотником упомянутого клапана.

1438340

1438340

l 438340

5-5 .7 Я3

Сост авител ь А, Лычко ва

Техред М.Моргентал Корректор Б. Гирняк

Редактор Л. Шишкова

Тираж 568

Подписное

Заказ 3328

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент ", r. Улц ород, ул. Гагарина, 101