Торцовое уплотнение

 

1. ТОЩОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ вращающегося вала, содержащее вращающееся, невращающееся и расположещп 1е между ними промежуточные кольца трения, в которых вьь полнены осевые отверстия, корпус, охватьшающий с зазором промежуточные кольца, от личающееся тем, что,-с целью повышения надежности и ресурса работы уплотнения путем оптимального распределения скорости скольжения между промежуточными уплотнительными кольцами, в корпусе уплотнения установлена втулка, образуя полость с корпусом , на внутренней поверхности втулки вйшолнены кольцевые канавки, расположенные напротив промежуточных колец и имеющие ширкну меньше толщины этих колец, при этом во втулке вьшолнены радиальные отверстия, соединяющие указанную полость с кольцевыми канавками, в промежуточных кольцах вьшолнены наклонные в противоположную вращению вала сторону отверстия, соединяющие кольцевые канавки с уплотняемой полостью, общая площадь сечений которых в каждом промежуточном кольце различна и уменьшается по мере (Л удаления этого кольца от вращающегося, а осевые отверстия в промежуточных кольцах расположены на разных диаметрах и имеют для каждого кольца разн)ао суммарную площадь их сечения. а о 00 4 о:

„„Я0„„1060846

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) F 16 J 15/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

lj

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3512742/25-08 (22) 05.11.82 (46) 15 12.83. Вюл. У 46 (72) П. К. Баринов, Е. В. Шатаев и P. М. Стародубов (71) Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского йнститута химического машиностроения (53) 62 — 762(088.8) (54) (57) 1. ТОЩОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ вращающегося вала, содержащее вращающееся, невращающееся и расположенные между ними промежуточные кольца трения, в которых выполненьт осевые отверстия, корпус, охватывающий с зазором промежуточные кольца, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что,.с целью повы/0,4 . ф

2 (56) 1. Патенв США N 2819101, 286 — 11, 1958.

2. Патент Японии N 55-50583, кл. 53 0 482, 1980 (прототип). шения надежности и ресурса работы уплотнения путем оптимального распределения. скорости скольжения между промежуточными уплотнительными кольцами, в корпусе уплотнения установлена втулка, образуя полость с корпусом, на внутренней поверхности втулки выполнены кольцевые канавки, расположенные напротив промежуточных колец и имеющие ширину меньше толщины этих колец, при этом во втулке выполнены радиальные отверстия, соединяющие указанную полость с кольцевыми канавками, в промежуточных кольцах выполнены наклонные в противоположную вращению вала сторону отверстия, соединяющие кольцевые канавки с уплотняемой полостью, общая площадь сечений которых в каждом промежуточном кольце различна и уменьшается по мере удаления этого кольца от вращающегося, а осевые отверстия в промежуточных кольцах распбложены на разных диаметрах и имеют для каждого кольца разную суммарную площадь их сечения.

Ф®аь

4 5

2. Уплотнение по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что отверстия во втулке, соединяющие полость во втулке с кольцевыми канавками, выполнены с наклоном в сторону вращения вала.

1О6О846

3, Уплотнение по пи. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что наклонные отверстия в промежуточных кольцах выполнены иэ двух отверстий, соединенных и образующих между собой угол.

Изобретение относится к уплотнениям вращающихся валов машин, аппаратов и насосоа химической и других отраслей промышленности, преимущественно для высокоскоростного оборудования.

Известно уплотнение для погружных аппаратов, в котором между вращающимся и невращающимся кольцами торцового уплотнения установлены промежуточные кольца. Во вращающемся, невращающемся и промежуточных 10 кольцах трения выполнены осевые отверстия .для лучшего распределения скоростей между кольцами трения за счет гидравлического соединения этими отверстиями пар трения (1) ..

Данная конструкпня характеризуется увеличением мощности, расходуемой на трение о жидкость колец трения, недостаточной центровкой промежуточных колец и, как следствие, воэможностью их радиального смещения.

Известно торцовое механическое уплотнение, включающее вращающееся, невращающееся и расположенные между ними промежуточные кольца трения, в которых выполнены на равных диаметрах отверстия, а также корпус; охва тьвающий с зазором промежуточные кольца.

В данном уплотнении промежуточные кольца цеитрированы с зазором по корпусу. Они могут также центрироваться по обойме вращающегося, невращающегося кольца, или вала (2), 30

Недостатками этого уплотнения является то, что.силы трения радиальных поверхностей промежуточных колец по корпусу или обоймам существенно влияют на распределение скоростей вращения. Износу подвергаются 35 не только торцовые, но и радиальные поверхности промежуточных колец. Появляются радиальные смещения промежуточных колец.

Целью изобретения является повышение надежности и ресурса работы уплотнения 40 путем оптимального распределения скорости скольжения между промежуточными уплотнительными кольцами.

Укаэанная цель достигается тем, что, в торцовом уплотнении, имеющем вращающееся, 45 невращающееся и расположенные между ними промежуточные кольца трения, в которых выполнены осевыв отверстия, корпус, охватывающий с зазором промежуточные кольца, в корпусе уплотнения установлена втулка, образуя полость с корпусом, на внутренней поверхности втулки выполнены кольцевые канавки,. расположенные напротив промежуточных колец и имеющие ширину меньше толщины этих колец, при этом во втулке выполнены радиальные отверстия, соединяющие указанную полость с кольцевыми канавками, в промежуточных кольцах выполнены наклонные в противоположную вращению вала сторону отверстия, соединяющие кольцевые канавки с уплотняемой полостью, общая площадь сечений которых в каждом промежуточном кольце различна и уменьшается по мере удаления этого кольца от вращающегося, а осевые отверстия в промежуточных кольцах расположены на разных диаметрах и имеют для каждого кольца разную суммарную площадь их сечении.

Отверстия во втулке, соединяющие полость во втулке. с кольцевыми канавками, выполнены с наклоном в сторону вращения вала.

Наклонные отверстия в промежуточных кольцах выполнены из двух отверстий, соединенных и образующих между собой угол.

На фиг. 1 изображено предлагаемое уплотнение, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1.

Уплотнение состоит из корпуса 1 уплотнения, в котором установлена втулка 2 герметично огносительно корпуса уплотнения и полости 3 уплотнения. Между втулкой 2 и корпусом уплотнения образована полость 4. В крышке 5 уплотнения установлено невращающееся кольцо трения 6. На валу 7 установлено вращающееся кольцо трения 8. Между кольцами трения 6 и

8 установлены промежуточные кольца трении 9 с зазором но втулке 2.

На внутреннем диаметре втулки 2 выполнены кольцевые канавки 10 в месте сопряжения промежуточных колец 9 с втулкой 2. Кольцевые

3 1060846 4 канавки могут быть вьпюлнены на наружнои общее сечение отверстий . р жу

12. В п омежуточных поверхности промежуточных колец трения 9, кольцах трения 9, располо е сположенных ближе к

Отверстия 11 соединяют полость 4 с кольцевы- вращающемуся кольцу -pe ия т ния 8 выполнено ми канавками 10. Кольцевая канавка 10 соеди- больше отверстий 12. В них возникает больнена с полостью 3 уплотнения отверстиями 12, 5 ший вращающийся мо ° 11ал, P ийся момент. Лалее, проходя

Они выполняются двумя отверстиями 13 и 14, через осевые отверстия 15 в промежуточных образующими между собой утол. В промежу- кольцах трения 9, охлаждающая жидкость точных кольцах трения 9 выполнены осевые оказывает сопротивление вращению нромежуотверстия 15 на различном диаметре и в раз- точных колец трения . ре р ния 9. Че з азличные личных количествах на каждом промежуточном >0 промежуточные кольца трения 9 по отверстикольце трения 9. Отверстия 11 выполнены ям 15 проходит различное количество охлаждас наклоном в сторону вращения вала 7. ющей жидкости благодаря неравномерному

Уплотнение работает следующим образом, распределению по отверстиям 12 охлаждаюМежду укрепленным на валу 7 вращающим- щей жидкости в полости 3 уплотнения. Разся кольцом трения 8 и установленным в крыш-15 личное сопротивление вращению промежуточке 5 уплотнения невращающимся кольцом- 9 остигается также азметрения 6 помещены промежуточные кольца щением осевых отверстий 15 на разных диатрения 9. В полость 4 подается охлаждающая метрах. жидкость с давлением, превышающим давление Созданием определенного вращающегося жидкости в полости 3 уплотнения. Жидкость, 20 момента на кольцах трения 9 за вычетом заданпроходя по отверстиям 11 втулки 2, попадает ной силы трения на этих же кольцах достигав кольцевые канавки 10, образуя между втул: ется создание расчетной оптимальной скорости кой 2 и промежуточными кольцами трения 9 вращения этих колец трения 9. гидроподшипник, в котором вращаются проме- Промежуточное кольцо трения 9 при работе,жуточные кольца трения 9. Образованный гид- 25 стараясь сохранить заданную скорость вращероподшипник уменьшает силу трения между . ния, сохраняет одинаковую силу трения на промежуточными кольцами трения 9 и втулкой обоих своих торцовых поверхностях.

2 позволяет центрировать промежуточные и п Технико-зкономический фф н мический эффект изобретения

° - н ежноскольца 9 по втулке 2. Охлаждающая жид- заключается в повышении ресурса и надежи кость, проходя по отверстиям 12, изменяет 30 ти работы уплотнения за счет обеспечения в этих отверстиях свою скорость, направление равномерного износа, колец трения путем они давление. За счет этого в промежуточных тимального распределения скорости скольжекольцах возникает вращающийся момент в ния между промежуточными уплотнительными сторону вращения вала 7. Вращающийся кольцами. При этом снижаются потери момент возникает тем больше, чем больше мощности на трение при работе уплотнения

1060846 б-б фи@8

Составитель А. Ополченцев

Редактор М. Товтин Техред М.Наддь Корректор И. Эрдейи

Заказ 10002/37 Тираж 925 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4