Торцеве ущільнення

Винахід відноситься до галузі ущільнювальної техніки, а зокрема до торцевих ущільнень обертових валів насосів. Відоме торцеве ущільнення, яке містить корпус, що монтується в розточку агрегату, із якої виходить обертовий вал, штамповану обойму, у якій закріплено за допомогою еластичної манжети у вигляді товстостінної мембрани робоче кільце, яке своїм торцем притиснуте пружиною до кільця, установленого в обоймі, яка обертається разом із валом /Германія, Заявка №4109234, F16J15/38, ИСМ, №24, 1993p./. Відоме ущільнення з кільцем ковзання, яке містить корпус, несучий елемент з кільцем ковзання і еластичним ущільнювальним засобом, спіральну пружину стискання, яка опирається уздовж осі одним кінцем на основу корпусу, а другим - на несучий елемент, який має декілька направлених радіально назовні язичків, розташованих у коловому напрямку для осьової підтримки спіральної пружини стискання /Германія, Заявка №4005721, F16J15/, ИСМ, №24, 1992p./. Недоліками цих ущільнень є складність конструкцій, монтажу і демонтажу, що пов'язано з необхідністю установлювати ущільнення на вал по пресовій посадці. Відоме торцеве ущільнення, яке містить нерухоме кільце, ущільнене відносно корпусу агрегату ущільнювальним кільцем, і обертову частину, яка має упорну втулку, установлену на валу за допомогою гвинта, і зв'язану з упорною втулкою за допомогою штифта рухому в осьовому напрямку втулк у, з якого зв'язане кільце, що ковзає своєю торцевою поверхнею по поверхні нерухомого кільця, а між упорною втулкою і рухомою в осьовому напрямку втулкою установлена плоска кільцева пружина /А.С. 261925 ЧСФР, кл. F16J15/54, F04D29/12. Торцеве ущільнення. Vala Stanislav, Neishi Jaroslav, Zatecky Jan, Brichta Jaromir, Krai Emil. -M., РЖ „Машиностроительные материалы, конструкции и расчет деталей машин. Гидропривод”. №3, 1991р., реф. 3.48.538 Π/. Недоліками цього торцевого ущільнення є нетехнологічність процесу його монтажу і демонтажу, що пов'язано з необхідністю послідовного установлення деталей торцевого ущільнення. Найбільш близьким по технічній сутності та досягненим результатам до запропонованого винаходу є торцеве ущільнення, яке містить нерухоме кільце, ущільнене відносно корпусу агрегату ущільнювальним кільцем, і обертову частину, яка має установлену на валу за допомогою гвинта упорну втулку у вигляді тарілки з конічною боковою поверхнею, через дно якої пропущений вал, який контактує з виступами, відокремленими від бокової конічної поверхні тарілки з утворенням відкритих пазів, через які пропущені гвинти, причому внутрішня поверхня головок гвинтів виконана відповідною конічній поверхні упорної втулки, з якою також зв'язана за допомогою шти фта р ухома в осьовому напрямку втулка у ви гляді тонкостінного стакану, а шти фт - у вигляді відокремленої від днища стакана пелюстки, яка є продовженням стінки стакана і змонтована з проходженням через фігурний паз в упорній втулці з фіксацією положення упорної втулки відносно пелюстки. З рухомою в осьовому напрямку втулкою зв'язане кільце, що ковзає своєю торцевою поверхнею по поверхні нерухомого кільця, а між упорною втулкою і рухомою в осьовому напрямку втулкою установлена пружина /Патент №59192А. України, кл. 7 F16J15/54. Торцеве ущільнення. Начовний I.I. - Київ, Бюл. №8, 2003р./ - прототип. Недоліками прототипу є нетехнологічність його монтажу і демонтажу. Це пов'язане з тим, що воно складається із двох частин - нерухомого кільця з ущільнювальним кільцем і обертової частини, що викликає необхідність їх послідовного установлення в агрегат, а це потребує високої кваліфікації обслуговуючого персоналу, знижується швидкість монтажу і демонтажу, є ризик пошкодження деталей ущільнення (нерухомого кільця і зв'язаного з рухомою втулкою кільця) при транспортуванні та установленні в агрегат. В основу винаходу поставлена задача підвищення технологічності монтажу і демонтажу торцевого ущільнення шляхом забезпечення агрегатності конструкції. Поставлена задача досягається тим, що у відомому торцевому ущільненні, яке містить нерухоме кільце, ущільнене відносно корпусу агрегату ущільнювальним кільцем, і обертову частину, яка має установлену на валу за допомогою гвинта упорну втулку у вигляді тарілки з конічною боковою поверхнею через дно якої пропущений вал, який контактує з виступами, відокремленими від бокової конічної поверхні тарілки з утворенням відкритих пазів, через які пропущені гвинти, причому внутрішня поверхня головок гвинтів виконана відповідною конічній поверхні упорної втулки, з якою також зв'язана за допомогою штифта рухома в осьовому напрямку втулка у вигляді тонкостінного стакану, а шти фт - у вигляді відокремленої від днища стакана пелюстки, яка є продовженням стінки стакана і змонтована з проходженням через фігурний паз в упорній втулці з фіксацією положення упорної втулки відносно пелюстки, і з рухомою в осьовому напрямку втулкою зв'язане кільце, що ковзає своєю торцевою поверхнею по поверхні нерухомого кільця, а між упорною втулкою і рухомою в осьовому напрямку втулкою установлена пружина, відповідно до винаходу торцеве ущільнення має додатково циліндрично-конічну гільзу, яка охоплює обертову частину і яка своєю циліндричною частиною зв'язана з нерухомим кільцем, а конічна частина виконана розташованою над конічною частиною рухомої в осьовому напрямку втулки і кути конусів конічних частин гільзи і рухомої в осьовому напрямку втулки виконані однаковими, а штифт виконано у вигляді конічного кільця, зв'язаного з конічною частиною рухомої втулки, і взаємодіючого з відповідною конічною розточкою в упорній втулці, при цьому пружина розташована між рухомою в осьовому напрямку втулкою і нерухомим кільцем. На фіг.1 приведена конструкція торцевого ущільнення в робочому стані, а на фіг.2 - до монтажу; на фіг.3 і 4 показані перерізи А - А і Б - Б на фіг.2. Торцеве ущільнення містить нерухоме кільце 1, розташоване в обоймі 2, і обертову частину, яка складається із упорної втулки 3 з конічною розточкою 4 і гвинтом 5 і зв'язану з нею за допомогою штифта у вигляді конічного кільця 6 рухому в осьовому напрямку циліндрично-конічну втулк у 7 у вигляді тонкостінного стакана, яка складається із циліндричної 8 і конічної 9 частин. Циліндрична частина 8 має вм'ятину 10, розташовану в осьовому напрямку, яка входить в паз 11, виконаний в обоймі 12, в якій закріплене кільце 13. Обертова частина торцевого ущільнення охоплена циліндрично-конічною гільзою 14, яка складається із циліндричної 15 і конічної 16 частин. Циліндрична частина 15 має точкову вм'ятину 17, яка розміщена в кільцевій канавці 18, виконаній в обоймі 2, і яка має вихід назовні у вигляді пазу 19 (фіг.4). Кути конусів конічних частин 9 і 16 виконані однаковими. Торцеве ущільнення має пружину 20, розташовану між обоймою 12 рухомого кільця 13 і рухомою в осьовому напрямку втулкою 7. В зібраному стані торцеве ущільнення розміщене в порожнині В корпусу 21 агрегату і закрите кришкою 22, зв'язаною з корпусом 21 за допомогою болтів 23. Нерухоме кільце 2 ущільнене відносно кришки 22 ущільнювальним кільцем 24, а обойма 12 ущільнена відносно валу 25 ущільнювальним кільцем 26. Торцеве ущільнення працює наступним чином. Торцеве ущільнення поставляється в зібраному стані у вигляді агрегатизованої конструкції (фіг.2). При складанні торцевого ущільнення в гільзу 14 установлюється рухома в осьовому напрямку втулка 7, яка своєю конічною частиною 9 контактує з конічною частиною 16 гільзи 14. Потім установлюється обойма 12 з рухомим кільцем 13, ущільнювальним кільцем 26 і пружинами 20. При цьому вм'ятини 10 рухомої в осьовому напрямку втулки 7 входять в пази 11 на обоймі 12. Після цього точкова вм'ятина 17 на циліндричній частині 15 гільзи 14 через паз 17 заводиться в кільцеву канавку 18 і обойма 2 провертається, що забезпечує з'єднання обойми 2 з циліндричною частиною 15 гільзи 14. В зібраному стані нерухоме 1 і рухоме 13 кільця надійно притиснуті одне до одного в осьовому напрямку за допомогою пружин 20, а конусні частини 9 і 16 виключають можливість переміщення кілець 1 і 13 в радіальному напрямку. Це забезпечує їх надійне зберігання при транспортуванні. При монтажу весь пакет у зібраному стані вводиться в порожнину В корпусу 21. При цьому конічне кільце 6 входить в конічну розточку 4 в упорній втулці 3. При установленні кришки 22 і затягуванні болтів 23 гільза 14 отримує переміщення в осьовому напрямку, пружини 20 стискаються, а конічні частини 9 і 16 роз'єднуються. Це забезпечує вільне обертання обертової частини. Обертання обертової частини здійснюється від упорної втулки 3, з'єднаної з валом 25 жорстко за допомогою гвинта 5, за рахунок сили тертя між конічним кільцем 6 і конічною розточкою 4 через вм'ятини 10, які входять в пази 11 в обоймі 12. Таке торцеве ущільнення більш технологічне у монтажу та демонтажу, транспортуванні та зберіганні. Торцеве ущільнення може бути використане при розробці нових конструкцій машин і апаратів з обертовими валами, а також при модернізації діючих.