Торцеве ущільнення

Торцеве ущільнення, яке включає корпус, послідовно розміщені в стакані обертове кільце, нерухоме кільце, пружний елемент, а на внутрішній поверхні стакана виконані три ряди вм'ятин, направлених до осі стакана і розміщених по колу, причому один ряд вм'ятин контактує із зовнішньою поверхнею нерухомого кільця, другий - з його торцевою поверхнею, а третій розташований поблизу торця стакана з боку обертового кільця, яке відрізняється тим, що додатково містить пристрій для установлення зазора між торцевою поверхнею нерухомого кільця і рядом вм'ятин, розташованих з боку цієї торцевої поверхні, виконаний у вигляді шайби, герметизованої відносно внутрішньої порожнини корпусу і нерухомого кільця і контактуючої однією торцевою поверхнею зі стаканом, а протилежною - з натискними елементами. (19) (21) a201003271 (22) 22.03.2010 (24) 26.04.2011 (46) 26.04.2011, Бюл.№ 8, 2011 р. (72) НАЧОВНИЙ ІЛЛЯ ІВАНОВИЧ, НАЧОВНИЙ ІВАН ІЛЛІЧ (73) ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД "УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ХІМІКОТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ" (56) UA 82565 C2, 25.04.2008 SU 234070 A1, 24.12.1968 RU 2002149 C1, 30.10.1993 RU 29757 U1, 27.05.2003 UA 68976 A, 16.08.2004 RU 2001104583 A, 27.01.2003 US 4095808 A, 20.06.1978 DE 4005721 A1, 05.09.1991 SU 1057728 A1, 30.11.1983 3 Недоліками цього торцевого ущільнення є складність конструкції, монтажу і демонтажу. Найбільш близьким по технічній сутності та досягнутим результатам до запропонованого винаходу є торцеве ущільнення, яке містить послідовно розміщені в стакані обертове кільце, нерухоме кільце, пружний елемент, а на внутрішній поверхні стакана виконані три ряди вм'ятин, направлених до осі стакана і розміщених по колу, причому один ряд вм'ятин контактує із зовнішньою поверхнею нерухомого кільця, другий - з його торцевою поверхнею, а третій розташований поблизу торця стакана з боку обертового кільця [Патент № 82565, Україна, F16J15/34. Торцеве ущільнення /Начовний І.І., Начовний В.І. - №а200604830; заявл.03.05.2006; опубл. 25.04.2008 . Бюл. № 8] прототип. Недоліком даного торцевого ущільнення є низька надійність, яка обумовлена тим, що при монтажу ущільнення в системі передачі обертового руху від вала до обертового кільця виникає сила тертя, направлена уздовж осі вала, яка притискає додатково обертове кільце до нерухомого кільця . Це приводить до значного тертя між торцями обертового і нерухомого кілець на початковому етапі роботи торцевого ущільнення, що викликає підвищені температури в зоні тертя кілець, а також підвищене зношування. В основу винаходу поставлена задача підвищення надійності торцевого ущільнення. Поставлена задача досягається тим, що відоме торцеве ущільнення, яке включає послідовно розміщені в стакані обертове кільце, нерухоме кільце, пружний елемент, а на внутрішній поверхні виконані три ряди вм'ятин, направлених до осі стакана і розміщених по колу, причому один ряд вм'ятин контактує із зовнішньою поверхнею нерухомого кільця, другий - з його торцевою поверхнею, а третій розташований поблизу торця стакана з боку обертового кільця, відповідно до винаходу додатково містить пристрій для установлення зазору між торцевою поверхнею нерухомого кільця і рядом вм'ятин, розташованих з боку цієї торцевої поверхні, виконаний у вигляді шайби, герметизованої відносно внутрішньої порожнини корпусу і нерухомого кільця і контактуючої однією торцевою поверхнею зі стаканом, а протилежною з натискними елементами. На фіг. 1- приведена конструкція торцевого ущільнення в робочому положенні; на фіг. 2 - ущільнення при монтажу; на фіг. 3 - торцеве ущільнення в домонтажному стані; Торцеве ущільнення містить обертове кільце 1, нерухомо з'єднане з валом 2, через манжету 3, обойму 4 і втулку 5 із еластомеру, і нерухоме кільце 6, зв'язане за допомогою манжети 7 з обоймою 8, яка має паз 9, взаємодіючий із штифтом 10, установленим у кришці 11, зв'язаній з корпусом 12. Обертове 1 і нерухоме 6 кільця разом із манжетами 3 і 7, і обоймами 4 і 8 розміщені в стакані, утвореному тонкостінною втулкою 13 і кільцем 14. У стакані також розташований пружний елемент 15. 94349 4 На внутрішній поверхні втулки 13 виконані три ряди вм'ятин 16, 17 і 18, направлених до осі стакана і розміщених по колу . Вм'ятини 16 розташовані з боку торцевої поверхні обойми 8 нерухомого кільця 6, вм'ятини 17 контактують із зовнішньою поверхнею обойми 8, а вм'ятини 18-з обоймою 4 обертового кільця 1 в домонтажному стані (фіг. 3). Втулка 13 на кінці 19 має пелюстки 21, контактуючі з кільцем 14, а на кінці 20 - пелюстки 22, контактуючі з обоймою 4 обертового кільця в домотаному стані 1(фіг. 3). З боку кришки 11 ущільнення містить пристрій для установлення зазору "S" між торцевою поверхнею нерухомого кільця 6 і рядом вм'ятин 16, розташованих з боку цієї торцевої поверхні. Пристрій виконаний у вигляді шайби 23, контактуючої торцевою поверхнею 24 з торцем втулки 13, і герметизованої відносно внутрішньої порожнини корпусу 12 ущільнювальним кільцем 25, а відносно обойми 8 нерухомого кільця 6 - ущільнювальним кільцем 26. Торцева поверхня 27 шайби 23 контактує з натискними елементами 28. Торцеве ущільнення працює наступним чином. Торцеве ущільнення збирається у вигляді агрегатизованої конструкції, загальний вигляд якої приведений на фіг. 3. При цьому вм'ятини 17 забезпечують центрування обойми 8, а вм'ятини 18 обойми 4, що забезпечує нерухомість обертового 1 і нерухомого 6 кілець у стані постачання. Пелюстки 21 і 22 забезпечують єдність конструкції. При монтажу спочатку агрегатизована конструкція (фіг. 3) установлюється в порожнину корпусу 12. Потім установлюється шайба 23 з ущільнювальними кільцями 25 і 26. При цьому торцева поверхня 24 контактує з торцем втулки 13. Після цього з корпусом 12 з'єднується кришка 11, при цьому натискні елементи 28 знаходяться у вкрученому стані таким чином, що вони виходять за межі внутрішньої торцевої поверхні кришки 11. Приєднання кришки 11 до корпусу 12 приводить до контакту натискних елементів 28 з торцем 27 шайби 23, переміщення втулки 13 в осьовому напрямку і стискання пружини 15. Переміщення втулки 13 в осьовому напрямку приводить також до контакту вм'ятин 16 з обоймою 8. Таким чином утворюється жорсткий ланцюг: кришка 11 - натискні елементи 28 - шайба 23 - втулка 13 - вм'ятини 16 - обойма 8 - манжета 7 - нерухоме кільце 1 - манжета 3 обойма 4 - втулка 5, який забезпечує точне установлення торцевого ущільнення по довжині вала 2 після з'єднання кришки 11 з корпусом 12 (фіг. 2). При переміщенні втулки 13 вм'ятини 18 виходять із контакту з обоймою 4, забезпечуючи можливість вільного обертання обертового кільця 1. Після монтажу кришки і її закріплення між торцевою поверхнею 27 шайби 23 і внутрішньою торцевою поверхнею кришки 11 утворюється зазор "S1" (фіг. 2). Потім натискні елементи 28 виводяться з контакту з торцевою поверхнею 27 шляхом їх викручування на певну величину переміщення. При подачі робочого середовища тиск останнього діє на торець 24 шайби 23 і викликає переміщення шайби 23 в осьовому напрямку до кришки 5 11, вибираючи зазор "S1". При цьому утворюється зазор "S" (фіг. 1) між торцевою поверхнею обойми 8 і вм'ятинами 16, ліквідуючи жорсткість вищезгаданого ланцюга, а це приводить до усунення дії сили тертя між втулкою 5 і валом 2, виникаючої при осьовому переміщенні втулки 5 при монтажу і яка приводить до додаткового притискання обертового кільця 1 до нерухомого кільця 6 за рахунок пружної деформації втулки 5. Втулка 5, щільно охоплюючи вал 2,забезпечує передачу обертового руху від вала 2 на обертове кільце 1. 94349 6 Пружина 15 створює необхідне попереднє притискання нерухомого кільця 6 до обертового кільця 1. Штифт 10 попереджає проворот обойми 8 з нерухомим кільцем 6 під дією крутного моменту, який виникає в зоні тертя нерухомого 6 і обертового 1 кілець. Ущільнювальні елементи 25 і 26 виключають можливість витоку робочого середовища через зазори між шайбою 23, корпусом 12 і обоймою 8. Таке торцеве ущільнення є більш надійним в експлуатації і може знайти використання в машинах і апаратах з обертовими валами. 7 Комп’ютерна верстка В. Мацело 94349 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601