Торцовое уплотнение

 

1. ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее KoHTaKTHpyronjHe между собой .уплотнительные кольца, одно из которых подвижное в осевом направлении. /5 а другое - вращающееся с перепускными каналами, соединяюйщми тыльную сторону кольца с поверхностью трения , отличаю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем улучшения теплоотвода с поверх ности трения, на торцовой поверхности трения вращающегося кольца выполнена кольцевая коллекторная система с радиальными или спиральными канавками, сообщающими выход перепускных каналов с периферией упомянутого кольца, при этом на входе пеpenycKiibK каналов установлено регулируемое заборное устройство. (Л Й/г./

СО 03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,SUÄÄ 1124148 А з ыи F 16 Х 15/34

l1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А а другое — вращающееся с перепускными каналами, соединяющими тыльную сторону кольца с поверхностью трения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем улучшения теплоотвода с поверх ности трения, на торцовой поверхности трения вращающегося кольца выполнена кольцевая коллекторная система с радиальными или спиральными канавками, -сообщающими выход перепускных каналов с периферией упомянутого кольца, при зтом на входе перепускных каналов установлено регулируемое заборное устройство.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3431065/25-08 (22) 23.04.82 . (46) 15. 11.84. Бюл. Р 42 (72) Б,M.Ñèëàåâ, В.Г.Иоисеев и В.П.Маринин (53) 62-762(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 352067, кл. Г 16 3 15/34, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 964318, кл. Г 16 1 15/34, 1981 (прототип}. (54)(57) 1. ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее контактирующие между собой ,уплотнительные кольца, одно из которых подвижное в осевом направлении, У

8 г

112÷148.

2. Уплотнение по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что регулируемое заборное устройство выполнено . в виде трубки, установленной одним концом в перепускном канале, при этом второй конец срезан под углом к ее оси и ориентирован срезом в сторону вращения кольца.

Изобретение относится к уплотнениям вращающихся валов, в частности, к торцовым уплотнениям с саморегулируемым зазором для обеспечения режима жидкостного трения, и может быть 5 использовано в насосах, компрессорах, т рбинах, газотурбинных двигателях и т.п. устройствах.

Известны торцовые уплотнения с подачей затворной жидкости от специальных устройств через питающие .каналы в отдельные камеры или в коль. цевой коллектор (канавку), выполнен ные на торцовой рабочей поверхности одного из колец. При этом камеры 15 или кольцевой коллектор разделяют рабочую поверхность кольца на два уплотнительных пояска для создания жидкостного клина, в зоне которых затворная жидкость подается нод дав- 20 лением, превышающим уплотняемое давление t.13.

Недостатком известного устройства является то, что камеры соединены питающими каналами со специальными25 устройствами для подачи жидкости в них под давлением, при этом рабочие полости камер практически являются непроточными, т.е. жидкость через них ие прокачивается (если не считать 30 незначительных утечек, допускаемых при работе уплотнений).

Известны кольцевые уплотнения, включающие неподвижное и подвижное кольца пары трения, на одном из ко- . торых выполнены отверстия, соединяющие тыльную сторону кольца с поверхностью трения, при этом отверстия выполнены в подвижном кольце с наклоном в сторону его вращения и под,1О углом 0-75 к плоскости, перпендикуо лярной от вала, и соединяют тыльную сторону кольца с выполненной на

3. Уплотнение по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности регулировки уплотнения в процессе эксплуатации

9 заборное устройство выполнено в виде отгибаемых лепестков с возможностью изменения ширины захвата этого устройства. поверхности трения цековкой под уг-лом, меньшим, чем угол, образованный осью отверстия H торцовой поверхностью подвижного кольца Г2).

Недостатком этого уплотнения является то, что в отзерстиях и цековках могут скапливаться твердые частицы, попадаюшие с жидкостью, которые, действуя как абразив, могут привести к преждевременному износу и повреждению рабочих поверхностей.

Кроме того, жидкость, находясь в цековках в процессе работы, будет разогреваться от поверхности трения, частично переходя в газообразное состояние. Это может привести к резкому возрастанию давления в цековках, а образовавшиеся пузырьки газа при этом, прорываясь между контактирующими поверхностями уплотнения, могут вызвать вибрацию его элемснтов, что приведет к разрушению уплотнения и потере его герметичности, особенно при уплотнении воды, керосина, жидкого кислорода и других маловязких жидкостей.

Цель изобретения — повышение надежности путем улучшения теплоотвода с поверхности трения.

Указанная цель достигается тем, что в торцовом уплотнении, содержащем контактирующие между собой уплот. нительные кольца, одно из которых подвижное в осевом направлении, а другое — вращающееся с перепускными каналами, соединякппими тыльную còoрону кольца с поверхностью трения, на торцовсй поверхности трения вращающегося кольца выполнена кольцевая коллекторная система с радиальными или спиральными канавками,,сообщающими выход церепускяых каналов с периферией упомянутого коль11241 з ца, при этом на входе перепускных каналов установлено регулируемое заборное устрокство.

Регулируемое заборное устройство выполнено в виде трубки, установленной одним концом в перепускном канале, при этом второй конец срезан под углом к ее оси и ориентирован срезом в сторону вращения кольца.

С целью обеспечения возможности регулировки уплотнение 3 аборное устройство выполнено в виде отгибаемых лепестков с возможностью изменения ширины захвата этого устройства..

На фиг. 1 показано устройство, разрез, ца фиг. 2 — разрез А-А на . фиг. 1, на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг.2; на фиг. 4 и 5 — варианты регулируемых заборных устройств.

Уплотнение состоит из корпуса 1, подвижного в осевом направлении коль. ца трения 2, установленного через вторичное уплотнение 3 в корпус 1.

Вращающееся кольцо 4 установлено на валу 5 через вторичное уплотнение б и зафиксировано винтом 7. Штифты

8 удерживают кольцо 2 от проворота, а пружины 9 поджимают его к вращающемуся кольцу 4. В последнем выполнены перепускные каналы 10, соеди.няющие тыльную сторону укаэанного кольца с его периферией через кольцевую коллекторную систему, которая выполнена на его торцовой рабочей поверхности и состоит из кольцевой канавки 11 и канавок 12. Канавки 12

35 могут быть как радиальными, так и спиральными, причем спирали закручены против направления вращения кольца 4. Вдоль канавок 12 на опорных

4О площадках 13 выполнены уклоны 14, направленные в сторону вращения кольца 4. Перепускные каналы 10 наклонены под углом с .к оси вращения и под углом р в сторону вращения коль45 ца. На входе в перепускные каналы на кольце 4 выполнено заборное устройство 15, представляющее из себя

5урт, ограничивающий кольцевую камеоу. Такая конструкция целесообразна, 50 когда полость 1б неполностью заполнена жидкостью, например, как в опорах ТД, куда она подается специальными

48 4 форсунками (не показано), затем эта жидкость откачивается, охлаждается и впрыскивается вновь.

В устройствах, где полость 16 полностью заполнена жидкостью, заборные устройства могут быть иного вида для каждого канала 10 (фиг. и 5). В этом случае их выполняют в виде трубок, установленных одним концом в каналах 10, второй конец выступает над тыльной стороной кольца и срезан под углом $ к ее оси и ориентирован срезом в сторону вращения кольца. Кроме того, площадь заборной части устройства 1? можно регулировать не только изненением угла, но и при помощи лепестков

18 и 19, для чего трубку, из которой изготовлена заборная. часть, надрезают параллельно тыльной стороне кольца 4 и вдоль ее оси со стороны забора жидкости, а лепестки 18 и 19 отгибают в разные стороны.

Уплотнение работает следующим образом.

При остановленном вале герметизация осуществляется давлением среды и силой пружин 9. При вращении вала 5 жидкость из полости 16 через перепускные каналы 10 и кольцевую коллекторную систему на рабочей поверхности вращающегося кольца 4 прокачивается снова в полость 16, интенсивно охлаждая поверхность трения и препятствуя ее нагреву. При этом за счет уклонов 14 уплотнение работает в гидродинамическом режиме трения. Ресурс и надежность работы торцового уплотнения увеличивается.

Величина прокачки через перепускные каналы 10 и кольцевую коллекторную систему зависит от частоты вращения вала 5, диаметра кольца 4, углов сС и ф наклона каналов 10, а также геометрии коллекторной системы и заборных устройств. Окончательно указанные параметры устанавливаются при доводке уплотнения.

Таким образом, предлагаемое уплотнение позволяет увеличить надежность и ресурс в результате улучшения теплоотвода с поверхности трения.

1124148

Составитель И.Пащенко

Редактор К.Волощук Техред Т.Фанта Корректор Н.Король .т Заказ 8258/30 Тираж 912 Подписное

БНИИПИ Государственното комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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