Узел уплотнения неподвижного соединения

 

Использование: в уплотняющих устройствах для жидкометаллического теплоносителя в энергетических установках. Сущность изобретения: между коаксиально расположенными корпусом и патрубком размещено уплотнение. Уплотнение выполнено в виде пакета колец, поочередно установленных с минимальным или компенсирующим зазором относительно корпуса и патрубка. В корпусе выполнен выступ для опорного кольца, которое установлено в корпусе со стороны нижней торцовой поверхности пакета колец. Верхняя торцовая поверхность пакета колец поджата пружинным элементом при помощи фланца и крепежных элементов. 1 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к уплотняющим устройствам для жидкометаллического теплоносителя в энергетических установках, и может быть использовано в химической и нефтяной промышленности.

Известен узел уплотнения, содержащий корпус и помещенный в него рабочий элемент, которые уплотнены между собой при помощи разрезных колец, которые имеют минимальный зазор к внутренней повеpхности корпуса, а к внутренней поверхности рабочего элемента имеют компенсационный зазор [1] Однако данный узел уплотнения отличается невысокой надежностью за счет того, что он недостаточно может компенсировать температурные расширения сопрягаемых элементов, а также монтажные неточности сборки и изготовления. Кроме того, возможны протечки рабочей среды через разрезы колец.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результаты является узел уплотнения неподвижного соединения, содержащий коаксиально расположенные корпус и патрубок с размещенными между ними уплотнением, а также фланец и крепежные элементы [2] Недостатком этого узла уплотнения является то, что герметизация происходит по цилиндрической и конической поверхностям. Последнюю трудно обработать с высоким классом точности. Уплотнение также недостаточно может компенсировать температурные расширения сопрягаемых элементов.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности уплотняющего узла.

Технический результат изобретения достигается тем, что узел уплотнения неподвижного соединения, содержащий коаксиально расположенные корпус и патрубок с размещенными между ними уплотнениями, а также фланец и крепежные элементы, снабжен опорным кольцом со ступенчатой цилиндрической поверхностью и пружинным элементом, уплотнение выполнено в виде пакета колец, поочередно установленных с минимальным или компенсирующим зазором относительно корпуса и патрубка, в корпусе выполнен выступ для опорного кольца, а последнее установлено в корпусе со стороны нижней торцовой поверхности пакета колец, при этом верхняя торцовая поверхность пакета колец поджата пружинным элементом при помощи фланца и крепежных элементов.

Изобретение поясняется чертежом, на котором в разрезе изображен предлагаемый узел неподвижного соединения.

Узел уплотнения содержит коаксиально расположенные корпус 1 и патрубок 2 и размещенные между ними уплотнения, выполненные в виде пакета 3 колец 4 и 5, поочередно установленных с минимальным зазором 6 или компенсирующим зазором 7, по отношению к внутренней поверхности корпуса 1 или наружной поверхности патрубка 2. В корпусе 1 выполнен выступ 8 для опорного кольца 8, со ступенчатой поверхностью, и установленного в корпусе 1 со стороны нижней торцовой поверхности пакета колец 4 и 5, при этом верхняя торцовая поверхность пакета 3 поджата пружинным элементом 10 при помощи фланца 11 и крепежных элементов 12 и 13.

Узел уплотнения работает следующим образом.

На выступ 8 корпуса 1 устанавливается опорное кольцо 9, на него поочередно устанавливаются кольца 4 и 5, имеющие минимальные зазоры 6 по отношению к внутренней поверхности корпуса 1 или к наружной поверхности патрубка 2, а также имеющие компенсационные зазоры 7 к этим поверхностям, учитывающие возможность температурного перемещения патрубка 2 или возможности смещения этого патрубка 2 в поперечном направлении. Устанавливается пружинный элемент 10 и фланец 11 и вводится патрубок 2, после чего фланец 11 затягивается с корпусом 1 при помощи крепежных элементов 12 и 13.

При разогреве уплотняющего устройства температурные перемещения (расширения) компенсируются за счет возможности перемещения колец 4 и 5 относительно друг друга и наличия компенсационных зазоров 7.

Протечки рабочей среды в уплотняющем узле ликвидируются за счет гидравлического сопротивления всего пакета 3 колец 4 и 5, при этом наружная поверхность патрубка 2 в месте установки колец 4 и 5 обрабатывается с высоким классом шероховатости поверхностей, а зазоры 6 выполняются минимальными.

Торцовые поверхности колец 4 и 5 также обрабатываются с высоким классом шероховатости поверхностей. Высота пакета 3 и количество колец 4 и 5 и его гидравлическое сопротивление зависит от величины первоначального давления, которое падает при прохождении через зазоры 6 и 7 колец 4 и 5 и между собой по их торцовым поверхностям. В верхней части пакета 3 давление падает до минимума, что обеспечивает надежность уплотнения.

Узел уплотнения позволяет более надежно использовать его при работе с жидкометаллическими рабочими средами, обладающими высокой температурой 400-600^оС и требующими большие компенсационные зазоры 7 при разогреве.

Кроме того, между кольцами 4 и 5 создается большое гидравлическое сопротивление, которое дает возможность исключить протечки рабочей среды.

Формула изобретения

УЗЕЛ УПЛОТНЕНИЯ НЕПОДВИЖНОГО СОЕДИНЕНИЯ, содержащий коаксиально расположенные корпус и патрубок с размещенным между ними уплотнением, а также фланец и крепежные элементы, отличающийся тем, что он снабжен опорным кольцом со ступенчатой цилиндрической поверхностью и пружинным элементом, уплотнение выполнено в виде пакета колец, поочередно установленных с минимальным или компенсирующим зазором относительно корпуса и патрубка, в корпусе выполнен выступ для опорного кольца, последнее установлено в корпусе со стороны нижней торцевой поверхности пакета колец, при этом верхняя торцевая поверхность пакета колец поджата пружинным элементом при помощи фланца и крепежных элементов.

РИСУНКИ

Рисунок 1