Торцовое уплотнение вала

 

Изобретение относится к уппотнитёльной технике, а именно к торцовым уплотнениям валов. Целью изобретения является повьшение герметичности и ресурса торцового уплотнения за счет разгрузки торцового уплотнения от давления жидкости и эффективной смазки и охлаждения трущейся пары. При вращении кольца 3 вместе с валом 1 жидкость из уплотняемой полости 9 по дроссельному каналу В поступает в канавку 7 и далее через каналы в выемки 10 и 12. Перегородки , как лопасти на вращающемся кольце , увлекают жидкость в вихревое движение вдоль выемок 12. В начале выемок 12 по ходу вращения вала образуются полости всасывания вихревого насоса, а в конце - полости нагнетания . Благодаря дросселирующему действию канала 8 давление в канавке 7 становится значительно (примерно на величину напора вихревого насоса ) ниже давления в уплотняемой полости 9 и даже ниже давления в полости 15, что исключает утечки через поясок торцового уплотнения и повышает ресурс его работы. При выполнении с каналами вьшеденными наружу крышки возможно подключение к торцовому уплотнению внешнего охлаждения . При выполнении крышки с глухими концами выемок в.ихревой насос развивает максимальный напор, который отжимает вращающееся уплотнительное кольцо 3 от крышки до тех пор, пока между ними не возникнет зазор, снижающий напор вихревого на (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧ1СНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (Ш

А1

Gg 4 F 16 J 15/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

< r,„, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, н ABTopcHoMY свидетильствм "" ъц, (21) 4087207/40-08 (22) 04.07.86 (46) 07.05.88. Бюл. - 17 (72) В.Б.Овандер и Н.В.Борисова (53) 62-762(088.8) (56) Майер Э. Торцовые уплотнения.

М.: Машиностроение, 1978, с. 221, рис. 187..(54) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА (57) Изобретение относится к уплотнительной технике, а именно к торцовым уплотнениям валов. Целью изобре тения является повышение герметичности и ресурса торцового уплотнения за счет разгрузки торцового уплотнения от давления жидкости и эффективной смазки и охлаждения трущейся: пары. При вращении кольца 3 вместе с валом 1 жидкость из уплотняемой". полости 9 по дроссельному каналу 8 поступает в канавку 7 и далее через каналы в выемки 10 и 12. Перегород- . ки, как лопасти на вращающемся кольце, увлекают жидкость в вихревое движение вдоль выемок 12. В начале выемок 12 по ходу вращения вала образуются полости всасывания вихревого насоса, а в конце — полости нагнетания ° Благодаря дросселирующему действию канала 8 давление в канавке 7 становится значительно (примерно на величину напора вихревого насоса) ниже давления в уплотняемой полости 9 и даже ниже давления в полости 15, что исключает утечки через поясок торцового уплотнения и повышает ресурс его работы. При выполнении с каналами выведенными наружу крышки возможно подключение к торцовому уплотнению внешнего охлаждения. При выполнении крышки с глу- . хими.концами выемок вихревой насос развивает максимальный напор, который отжимает вращающееся уплотнительное кольцо 3 от крышки до тех пор, пока между ними не возникнет зазор, снижающий напор вихревого на1393971 соса за счет утечек жидкости из выемок 12 в уплотняемую полость. При

1 этом торцовое уппотнение работает как гидростатическое без контакта кольца 3 и крышки 2. При составном

1 !

Изобретение относится к уплотнительной технике, а именно к торцовым

:уплотнениям валов.

Цель изобретения — повышение герметичности и ресурса торцового уплотнения эа счет разгрузки торцового уплотнения от давления жидкости и эффективной смазки и охлаждения трущейся пары.

На фиг. 1 изображено торцовое уплотнение, разрез; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1; на фиг, 3 — разрез

Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — крышка, 15 канал выведен наружу крышки;; на фиг ° 5 — то же, с глухими концами выемок; на фиг. 6 -- торцовое уплотнение, разрез, при исполнении с составным вращающимся уплотнительным 20 кольцом

Торцовое уплотнение вала 1 содержит неподвижную крышку 2, вращающееся, уплотнительное кольцо 3, пружины

4, ведущие штифты 5, вспомогательное 25 неподвижное уплотнение 6, кольцевую канавку 7 на рабочем торце крышки, соединенную через дроссельный канал

8 с уплотняемой полостью 9, и насосные элементы в виде выемок 10, разде- 3р ленных перегородками 11 на вращающемся кольце. На торце крышки выполнены ответные выемки 12., начала которых соединены каналами 13 с кольцевой канавкой 7, а концы — каналами 14 с уплотняемой полостью 9. Кольцевая канавка 7 отделена от полости 15 низкого давления перемычкой 16. Вращающееся уплотнительное кольцо 3 может быть выполнено составным из двух кон- 40 центрично расположенных колец 17 и

18 с кольцевым зазором 19, выполняющим функцию дроссельного канала, причем диаметр сопряжения колец на торце выполнен равным среднему диа- 45 метру канала на крышке. Оба кольца уплотнительном кольце насосные элементы выполнены на отдельном подвижном кольце, поэтому их отжим от крышки 2 не сопровождается отжимом другого кольца. 3 з,п, ф-лы, 6 ил. подвижны в осевом направлении и прижаты к крышке 2 пружинами 20.

Торцовое уплотнение работает следующим образом.

На неподвижном вале 1 работа торцового уплотнения не отличается от обычной. Герметичность достигается за счет прижима уплотнительного кольца 3 к крышке 2 силами пружины 4 и наличия вспомогательного уплотнения

6. Перемычка 16 герметично отделяет уплотняемую полость 9 от полости 15 низкого давления.

При вращении кольца 3 вместе с валом 1 жидкость из уплотняемой полости 9 по дроссельному каналу 8 поступает в канавку 7 и далее через каналы 13 в выемки 10 и 12. Перегородки 11, как лопасти на вращающемся кольце, увлекают жидкость в вихревое движение вдоль выемок 12. В начале выемок 12 по ходу вращения вала образуются полости всасывания вихревого насоса, а в конце — полости нагнетания. Благодаря дросселирующему действию канала 8. давление в канавке 7 становится значительно (примерно на величину напора вихревого насоса) ниже давления в уплотняемой полости 9 и даже ниже давления в полости 15, что исключает утечки через поясок торцового уплотнения и повышает ресурс его работы.

При исполнении с каналами 14, выведенными наружу крышки, возможно подключение к торцовому уплотнению внешнего охлаждения. При этом охлаждающая жидкость подается в канавку

7, обеспечивая эффективное охлаждение торцового уплотнения и увеличение ресурса его работы, При исполнении крышки с глухими концами выемок вихревой насос развивает максимальный напор, который отжимает вращающееся уплотнительное

3 139 кольцо 3 от крышки до тех пор, пока .между ними не возникнет зазор, снижающий напор вихревого насоса за счет утечек жидкости из выемок 12 в уплотняемую полость. При этом торцое уплотнение работает как гидростатическое без контакта кольца 3 и крышки 2, т.е. с минимальным износ6м н повышенным ресурсом.

При составном уплотнительном кольце насосные элементы выполнены на отдельном подвижном кольце 18„ поэтому их отжим от крышки 2 не сопровождается отжимом кольца 17, что способствует высокой герметичности торцового уплотнения и исключает возможность подсоса среды из полости 15 низкого давления.

Формула изобретения

1. Торцовое уплотнение вала, содержащее неподвижную крышку, вращающееся уплотнительное кольцо, пружины, ведущие штиАты, вспомогательное неподвижное уплотнение, кольцевую канавку на рабочем торце крышки, сое- диненную через дроссельный канал с уплотняемой полостью, и насосные элементы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения герметичности и ресурса, насосные элементы

3971

4 образованы на рабочем торце вращающегося уплотнительногo кольца полутороидальными или полуцилиндрическими выемками, разделенными перегородка5 ми, причем оси выемок ориентированы вдоль периметра кольца, и расположенными против них на ответном торце крышки аналогичными выемками, в,начале и конце которых по направлению вращения вала выполнены каналы, соединяющие концы выемок с уплотняемой полостью, а начала — с выполненной со стороны полости низкого давле,ния KQJIbIje É канавкой.. 2.Уплотнение вала по п.1,о т л ич а ю щ е е с я тем, что каналы от концов выемок в крышке выведены на20 .

3. Уплотнение вала по п. 1, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что концы выемок крышки выполнены глухими.

4 ° Уплотнение вала по пп. 1 и 3, 25 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что вращающееся уплотнительное кольцо выполнено составным из двух концентрично расположенных с воэможностью осевого перемещения друг относительно

ЗО друга колец, причем диаметр сопряжения между ними на рабочем торце выполнен равным среднему диаметру кольцевого канала на крышке.

1393971 1 393 971

Составитель И.Пащенко

Техред М.Моргентал Корректор H.Äåì÷èê

Редактор В.Петраш

Заказ 2203/33 Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4