Торцовое уплотнение

 

1. ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ, вклю Чсоощее укрепленное на. валу вращающееся , кольцо и установленное в ко пусе неподвижное кольцо с внутрен3 7 ней полостью, заполненной капиллярно-пористым материалом, пропитанным летучей жидкостью.и сообщен с холодильником , отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и ресурса работы, внутренняя полость неподвижного кольца разделена участками тела «льца на несколько равномерно распределенных по окружности полостей, причем поверхности полостей, обращенные в сторону пары трения, выполнены под углом к ней. 2. Уплотнение по п. 1, отличающееся Тем, что длина участков тела кольца между полостями выполнена более ширины полости.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) эа Г 16 J 15/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,(21) 2913911/25-08 (22 ) 23 ° 04. 80 (46 ) 07.04.83. Вюл. Р 13 (72) В. И. Цветков, В. И. Соколов, Е. В. Шатаев и В. A. Костенков (71) Дзержинский филиал Научноисследовательского и конструкторского института химического машиностроения (53) 62.762(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 672415, кл. F 16 J 15/34 1979. (54) (57) 1. ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ, включающее укрепленное на валу вращающееся. кольцо и установленное в кор- пусе неподвижное кольцо с внутренУ . 7 йей полостью, заполненной капиллярно-пористым материалом, пропитанным ,летучей жидкостью и сообщен с холодильником, отли ч аю:ще ес я тем, что, с целью повышения надежности и ресурса работы, внутренняя полость неподвижного кольца разделена участками тела нк>льца на несколько равномерно распределенных по окружности полостей, причем поверхности полостей, обращенные .в сторону пары трения, выполнены под углом к ней.

2. Уплотнение по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что длина участков тела. кольца между полостями выполнена более ширины полости. I

1.4

1010 3б7

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности.

Известно торцовое уплотнение, включающее укрепленное на валу вращающееся кольцо и установленное в корпусе неподвижное кольцо с внутренней полостью, заполненной капиллярно-пористым материалом, пропитанным летучей жидкостью, и r. åäèíåíной с холодильником (1), Недостатком устройства является невозможность изменения геометрии трущихся поверхностей в радиальном направлении, т.е. конструкция не 15 обеспечивает создания термогидродинамического эффекта в стыке колец трения.

Целью изобретения является повышение надежности и ресурса работы 20 уплотнения, Поставленная цель достигается тем, что в торцовом уплотнении, включающем укрепленное на валу вращающееся кольцо и установленное в кор- 25 пусе неподвижное кольцо с внутренней полостью, заполненной капиллярнопористым материалом, пропитанным летучей жидкостью, и соединенной с холодильником, внутренняя полость неподвижного кольца разделена участками тела кольца на несколько полостей, причем поверхности полостей, обращенные в сторону пары трения, выполнены под углом к ней. Длина участков тела кольца между полостями выполнена более ширины полосТиа

На фиг. 1 показано уплотнение, общий вид, в разрезе, на фиг. 2 разрез A-А на фиг. 1.," на фиг, 3 — 40 разрез Б-Б на фиг. 1, Уплотнение состоит из корпуса 1, в котором установлено через эластичные кольца 2 и 3 неподвижное кольцо 4. 45

Вращающееся кольцо 5 герметизи- . руется по валу 6 резиновым кольцом 7

Поджатие вращающегося кольца 5 к неподвижному осуществляется с по— мощью пружин 8, которые установлены в гнезде обоймы 9.

В теле неподвижного кольца 4 выполнены несколько распределенных по окружности полостей 10, между которыми имеются участки тела кольца 11. При этом полости заполнены капиллярно-пористым материалом 12, который пропитан летучей жидкостью, например водой, жидким литием, ацетоном и т.д., подбираемых в зависи- 60 мости от условий эксплуатации уплотнения. В пространство 13, заключенное между резиновыми кольцами 2 и 3, может подаваться хладоагент. Для заполнения полости 10 в конструкции предусмотрена крышка 14, соединение которой с неподвижным кольцом трения осуществляется с помощью прокладки 15

Уплотнение работает следующим образом.

Пружины 8 и давление уплотняемой среды торцового уплотнения обеспечивают прилегание колец пары трения.

При вращении вала и относительном скольжении колец друг по другу происходит их нагревание. Летучая жидкость, находящаяся в капиллярно-пористом теле поблизости к источнику тепловыделения, при достижении температуры кипения переходит из жидкого состояния в газообразное. Пар под действием разности давлений устремляется к охлажденным участкам тела неподвижного кольца трения и конденсируется, отдавая тепло хладагенту. Сконденсированная жидкость вновь по капиллярам пористого тела возвращается к источнику тепловыделения.

Разделение внутренней полости неподвижного кольца на несколько после. довательно расположенных полостей, выложенных пористым материалом, пропитанным летучей жидкостью, обеспечивает средний объе%ный перепад температур между полостями и участками тела кольца независимо от того, как заполнена камера уплотнения: холодной или горячей затворной жидкостью.

При переходе из одного агрегатного состояния в другое скрытая тепло .та парообразования, идущая на разрыв связей между молекулами, у большинства летучих жидкостей очень велика и при этом тепловой поток достигает большой величины. Единственный и естественный "двигатель" капиллярного всасывания — поверхностное натяжение жидкости.

Это обеспечивает наиболее интенсивное охлаждение толщины кольца между рабочим стыком колец трения и основанием полости 10 в сравнении с толстостенным поперечным сечением кольца. Перепад температур вдоль дорожки трения обуславливает деформации рабочей поверхности колец различной величины и, как следствие, образование микроклиньев (фиг, 3), которые и обеспечивают создание гидродинамического эффекта и переводят работу уплотнения в жидкостный режим трения.

Переменная толщина стенки кольца в радиальном направлении также обеспечивает различный перепад температур по ширине пояска трения, что изменяет геометрию трущихся поверхностей в радиальном направлении.

Управление осевыми и радиальными деформациями колец осуществляется путем изменения расхода хладагента

1010367

4Ъа 7

Составитель Ю. Кибиткин

Редактор О. Юрковецкая Техред T.Ìàòî÷êà Корректор т

Заказ 2444/25 Тираж 923

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 через пространство 13. Возможность управления деформациями колец трения исключает разрушение колец и образование.термотрещин на рабочих поверхностях колец и, таким образом, предотвращает прежцевременный выход уплотнения из строя, т.е. повыаает ресурс уплотнения и его надежность.

Предложенное торцовое уплотнение может также эксплуатироваться во взрывоопасных цехах.