Аксиальное уплотнение

 

Изобретение позволяет повысить надежность аксиального уплотнения вращающегося вала. Вращающееся 2 и неподвижное 1 уплотнительные кольца ииеют гидромеханические смазочные канлвки, расположенные в чередующемся порядке по внутреннему и наружному контурам уплотнителы-юго пояска . Минимальная ширина пояска равна сумме величин глубин канавок 4 и 5. Минимальное расстояние между .ближайшими канавками, расположенными на разных контурах, равно наименьшей разности значений ширины пояска и глубины соответствующей канавки. Расстояния от любой канавки на одном контуре до двух смежных на другом контуре равны между собой. Из пары канавок на разных контурах первой по ходу вращения расположена канавка , размещенная со стороны меньшего давления. Несимметричное расположение смежных канавок на разных контурах позволяет получить минимальные утечки. 6 ил. о Ј СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) Щ)5 Г 16 1 15/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двтаеснсва саидетвъствУ

Фие.2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4 774 06 7/29 (22) 20.11.89 (46) 23.01.92. Бюл. М 3 (75) Б.С.Захаров (53) 62-762 (088.8) (56) Захаров Б.С. Повышение работоспособности и надежности торцовых уплотнений насосов нефтехимических производств. обзорная информация, М,: ЦНИИТЭНефтехим, l984. (54) АКСИАЛ6НОЕ УПЛОТНЕНИЕ (57) Изобретение позволяет повысить надежность аксиального уплотнения вращающегося вала. Вращающееся 2 и неподвижное 1 уплотнительные кольца имеют гидромеханические смазочные канавки, расположенные в чередующемся порядке по внутреннему и наружному контурам уплотнительного пояска. Минимальная ширина пояска равна сумме величин глубин канавок 4 и 5.

Минимальное расстояние между .ближайшимии кана вками, расположенными на оазных контурах, равно наименьшей разности значений ширины пояска и глубины соот ветствующей. канавки. Расстояния от любой канавки на одном контуре до двух смежных на другом контуре равны между собой. Из пары канавок на разных контурах первой по ходу вращения расположена канавка, размещенная со стороны меньшего давления. Несимметричное расположение смежных канавок на разных контурах позволяет получить минимальные утечки. 6 ил.

1707372

50

Изобретение относится к машиностроению и преимущественно к области уплотнительНой техники.

Целью изобретения является повышение надежности уплотнения.

На фиг,1 показано аксиальное уплотнение, процольный разрез; на фиг ° 2 - взаимное расположение канавок на неподвижном кольце при noqвижном кольце, вращающемся по часовой стрелке при направлении и подводе избыточного давления уплотняемой среды со стороны внешнего контура; на фиг.3 - то же, на подвижном кольце; на фиг.4 - то же, на непоцвижном кольце при подводе избыточного давления уплотняемой среды со стороны внутреннего контура, на фиг.5 - то же на подвижном кольце; на фиг.6 - расположение канавок, вариант.

Аксиальное уплотнение вращающихся валов состоит из невращающегося 1 и вращающегося 2 уплотнительных колец, упруго поджатых оцно к другому пружиной 3 и контактирующих своими торцовыми поверхностями, Уплотнительный поясок невращающегося уплотнительного кольца (Фиг.2) имеет канавки 4 с рациальной глубиной К» н наружном контуре и канавки 5 с радиальной глубиной К2 на внутреннем контуре, причем ширина уплотнительного пояска равна сумме их радиальных глубин:

Т К .+ К

При этом наименьшее расстояние между двумя наиболее близкими точками канавок внешнего или внутрен.-. него контура равно минимально допустимой величине уплотнительного пояска, выбираемой из условия обеспечения необходимой герметичности уплотнения и которая должна быть не менее 3-4 мм.

Уплотнение работает следующим обрязом.

При внешнем нагружении колец, т.е. когца давление среды на периферии кольца больше, чем давление в центре (P ) Р1), а вращение сопряженного подвижного кольца происходит по часовой стрелке, величина утечки в гидродинамических уплотнениях с канавками на наружных и внутреннем контурах (фиг. 2) так же, как и в уплотнениях с эллиптическим контуром

40 зависит от перепада аавления Д Р вЂ” Р— Р» и переноса частичек жидкости прилипших к поверхности вращающегocR кольца из области высокого цавления Р2 в область низкого давления, В случае нулевого перепада давления (Р =. 0, Р2 = Р» ) в таких уплотнениях может быть утечка за счет одного переноса, например из точки а в точку b. Величина утечки жидкости зависит от длины пути, ее частиц, равной дуге окружности S, и движения жидкости, а также от удельной нагрузки в паре трения.

При больших удельных нагрузках и при достаточно большом пути S частички жидкости поц действием выделяющегося при трении тепла разрушаются и испаряются. В этом случае утечка незначительна и визуально может быть не замечена.

При более низких удельных нагрузках и относительно малом пути S частицы жидкости не успевают раэрушаться и испаряться и выносятся из области

Р2 в область Р», и величина утечки возрастет.

В случае положительного перепада давления Ь P = P2 - P», 0 траектории движения частичек жидкости, переносимых вращающимся кольцом, изменяются и представляют собой спирали Архимеда (фиг.2 ... т.т, Ь » b2 и т.д.). Утечки при этом возрастут, так как сократятся пути S от периферии к центру.

0ля увеличения пути S частиц жйдкости необходимо максимально разцвинуть канавки в окружном направлении, но с другой стороны, расстояние до цругой смежной канавки должно быть больше минимальной величины, которая зависит от размера и режима работы уплотнений. Позицией 6 по- казана зона обильной смазки одной из канавок.

На фиг.6 показан один из вариантов выполнения уплотнения с четырьмя канавками на наружном контуре и четырьмя канавками на внутреннем. Количество канавок зависит от необходимого пути S, обеспечивающего одновременно минимальную утечку и хооошую смазку и охлаждение всей поверхности трения.

В рассмотренных случаях предполагается положительный перепац вавлений KP = P - Р ) О. Смазка пери2 ферийных участков кольца осуществля1707372 ется как за счет течения жидкости к центру под действием перепада давлений, так и за счет переноса ее частичек вращающимся кольцом, а на внутренних участках поверхности кольца за

5 счет переноса просочившейся через уплотнение жидкости или промывочной жидкости, подаваемой в полость с низким давлением Р (например, воды). При этом смазка и охлаждение внутренних участков могут оказаться недостаточными, поэтому одним из вариантов исполнения уплотнения предусмотрено увеличение количества канавок на внутреннем контуое (фиг.7).

При внутреннем нагружении кольца при

Р, ) Pg аля достижения ранее указанного эффекта необходимо расположить ь канавки, как на фиг. .

При выполнении канавок на подвижных кольцах и при Р p Р, их необходимо рас пола га т ь с оглас но фи г, 3 или при P, > P, фиг.5.

При изменении направления враще- 25 ния канавки лолжны располагатьсязеркально приведенным примерам.

В связи с тем, что в уплотнении осуществляется принудительная смазка, всей поверхности уплотнительных 30 колец за счет переноса жидкости вращающимся кольцом, износостойкость и долговечность всего уплотнения значительно возрастут, а выполнение несимметричного расположения смежных канавок на разных контурах позволяет получить минимальные утечки в уплотнении.

Формула изобретения

Аксиальное уплотнение воащающегося вала, содержащее упруго поджатые друг к лругу вращающееся и неподвижное уплотнительные кольца с гидродинамическими смазочными канавками, расположенными в чередующемся порядке по внутреннему и наружному контурам.уплотнительного пояска, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения належности уплотнения, минимальная ширина уплотнительного пояска равна сумме величин глубин канавок на наружном и внутреннем контурах, а минимальное расстояние между ближайшими канавками, расположенными на разных контурах, равно наименьшей разности значений ширины уплотнительного пояска и глубины соответствующей канавки, причем расстояния от любой канавки на одном контуре до двух смежных на другом контуре не равны между собой, при этом из пары канавок на разных контурах первой по ходу вращения расположена канавка, размещенная со стороны меньшего давления.

17О7372

4Ь85

Составитель И.Пащенко

Реда ктор Н, Гунько Техред И.Иоргентал, Корректор A.Îáðó÷àð

Заказ 256 Тираж Подпис ное ,"ÍÈÈÏÈ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва > Ж-35, Раушская наб., д. М5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул.Гагарина, 191