Торцовое уплотнение

 

Изобретение относится к угшотнительной технике и может быть использовано для повышения экономичности и надежности торцовых уплотнений в машиностроении. Целью изобретения является уменьшение потерь энергии в торцовом уплотнении за счет уменьшения дискового трения. Тепло, выделяемое от трения колец 1 и 5,отводится из зоны трения с помощью тепловой трубы, содержащей испаритель 8, транспортную зону 9 и конденсатор 10. Тепловой поток по тепловой трубе поступает на конденсатор 10, расположенный на внутренней поверхности корпуса 7 концентрично кольцам трения. Вязкость слоя жидкости, прилегающего к конденсатору 10,умень шается вследствие теплоотдачи от конденсатора 10. Уменьшение вязкости приведет к увеличению окружной скорости ядра жидкости относительно Q корпуса 7 и снижению диского трения ® вращающихся деталей. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 F 16 J 15/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К)

CO ф ) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVM

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3918543/31-08 (22) 01. 07. 85 (46) 07.01.87. Бюл. N- 1 (71) Институт ядерной энергетики

АН БССР (72) Н.М. Горбачев и В.И. Мишин (53) 62,762 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 672415, кл. F 16 J 15/34, 1979. (54) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ (57) Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для повышения экономичности и надежности торцовых уплотнений в машиностроении. Целью изобретения является уменьшение потерь энергии в торцовом уплотнении за счет

„З0„„1281798 А 1 уменьшения дискового трения. Тепло, выделяемое от трения колец 1 и 5,отводится из эоны трения с помощью тепловой трубы, содержащей испаритель

8, транспортную зону 9 и конденсатор 10. Тепловой поток по тепловой трубе поступает на конденсатор 10, расположенный на внутренней поверхности корпуса 7 концентрично кольцам трения. Вязкость слоя жидкости, прилегающего к конденсатору tO,óìåíüшается вследствие теплоотдачи от конденсатора 10. Уменьшение вязкости приведет к увеличению окружной скорости ядра жидкости относительно корпуса 7 и снижению диского трения вращающихся деталей. 1 ил.

1281798

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для повышения экономичности и надежности торцовых контактных уплотнений. 5

Целью изобретения является уменьшение суммарных потерь энергии в торцовом уплотнении за счет уменьшения дискового трения.

На чертеже показано предлагаемое

10 уплотнение.

Торцовое уплотнение содержит вращающееся кольцо 1 трения, закрепленное в обойме 2, установленной на вао

15 лу 3, и прижатое сильфоном 4 к невращающемуся кольцу S трения, которое закреплено в обойме б.

Корпус 7 образует с цилиндрическими поверхностями элементов уплотнения проточную кольцевую полость.

Устройство для охлаждения зоны трения выполнено в виде тепловой трубы и состоит из испарителя 8, транспортной зоны 9 и конденсатора 10. Испа25 ритель 8 соединен с. поверхностью невращающегося кольца 5 трения, прилегающей к поверхности трения торцового уплотнения.

Конденсатор 10 выполнен:кольцевым

30 и закреплен на внутренней цилиндрической стенке корпуса концентрично вращающимся элементам уплотнения.

Уплотнение работает следующим образом.

В уплотняемой полости создается давление. Кольца 1 и 5 трения прижимаются друг к другу силами упругости сильфона 4 и гидростатического перепада давления. Торцовые уплот- 40 нительные поверхности колец 1 и 5 трения образуют уплотнительную щель, в которой при вращении вала 3 формируется слой смазки и происходит дросселирование жидкости в атмосферу.При 45 вращении вала происходит трение торцовых уплотнительных поверхностей колец 1 и 5 трения, при этом генери-, руется тепло (например,для торцового уплотнения, имеющего R = 840 мм, 50 п = 3000 об/мин, f = 0,1, N g 4090 кВт), которое в известной схеме уплотнения приводит к нежелательному разогреву колец и термодеформациям, что понижает герметичность 55 устройства.

Основной тепловой поток движется по направлению наименьшего термического сопротивления. В предлагаемом уплотнении наименьшим термическим сопротивлением (на порядок ниже,чем термическое сопротивление колец) обладает испаритель 8 тепловой трубы, куда и устремляется большая часть генерирующегося в паре трения тепла.

Меньшая часть тепла, идущая на нагрев колец трения, снимается прокачиваемой запирающей жидкостью. При линейной скорости цилиндрических поверхностей уплотнения более 10 м/с потери энергии на дисковое трение достигают 307 от энергии, выделяющейся в паре трения, а при 40-50 м/с потери энергии на дисковое трение жидкости о вращающиеся элементы уплотнения начинают превышать потери энергии при трении торцовых уплотнительных поверхностей.

Основной тепловой поток поглощается испарителем 8 тепловой трубы и далее через транспортную зону 9 поступает в конденсатор 10. Температура поверхности конденсатора 10 выше температуры охлаждающей жидкости 4060 С). Вследствие теплоотдачи температура слоя жидкости на поверхности о конденсатора повышается на 20-50 С.

При этом ее вязкость уменьшается в

1,2-2 раза. Это приводит к увеличению окружной скорости ядра жидкости относительно корпусных деталей, что вызывает уменьшение потерь энергии на дисковое трение на 5-15Х (из формулы для расчета потерь энергии на дисковое трение следует, что изменение коэффициента вязкости пропорционально изменению дисковых потерь).

Следует отметить, что уменьшение дисковых потерь осуществляется на любом режиме работы и достигает 157 по сравнению с устройствами, в которых нет механизма уменьшения диско вого трения. Причем чем больше тепла .выделяется в зоне трения, тем зна чительнее уменьшение дисковых по терь.

Формула изобретения

Торцовое уплотнение, содержащее корпус, вращающееся и невращающееся кольца трения, устройство для охлаждения зоны трения в виде тепловой трубы, включающей в себя испаритель и конденсатор, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью уменьшения.

1281798

Составитель В. Красильников

Редактор О. Юрковецкая Техред A Кравчук Корректор Л. Патай

Тираж 810 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 7242/31

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 потерь энергии путем снижения дискового трения, испаритель тепловой трубы расположен на поверхности невращающегося кольца трения, смежной с поверхностью трения, а конденсатор расположен с внутренней стороны корпуса, концентрично кольцам трения.