Узел уплотнения вала

 

Использование: средства герметизации вала. Сущность изобретения: устройство включает размещенные последовательно между корпусом и валом щелевое и торцевое уплотнение. Невращающиеся уплотнительные элементы выполнены в виде единой детали из материала с высокой Теплопроводностью . Зона трения торцового уплотнения расположена непосредственно над щелевым уплотнением. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s F 16 J 15/34

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 10 00

О о

» (21) 4913385/29 (22) 22.02.91 (46) 23,01.93. Бюл. N 3 (71) Конструкторское бюро энергетического машиностроения (72) Г.А.Голубев, Б,Н.Ларин и Е.В,Маркина (56) Голубев А.И. и др. Уплотнение и уплотнительная техника, М.: Машиностроение, 1986, с.329. (54) УЗЕЛ УПЛОТНЕНИЯ ВАЛА

Изобретение относится к машиностроению, а именно к средствам герметизации вращающихся валов.

Известно уплотнение вала (заявка ФРГ, кл. F 16 J 15/34, N 2844945, заявл. 16. 10,78, опубл. 30.04.80), содержащее узел торцового уплотнения и расположенное последовательно бесконтактное уплотнение, образованное цилиндрическим участком вала и профилированной втулкой, сопряженной с неподвижным корпусом. Недостатком указанного устройства является отсутствие возможности повышения эффективности лабиринтного уплотнения при протечках рабочей жидкости через торцовое уплотнение.

Известно также устройство для герметизации вала, включающее размещенные последовательно между корпусом и валом щелевое и торцовое уплотнение, содержащие вращающийся и невращэющийся уплотнительные элементы (cM, кн.;

"Уплотнения и уплотнительная техника.

Справочник", М.: Машиностроение, 1986, с,329, рис.9,34), Особенностью уплотнения является наличие кольцевой проточки в неподвижном элементе щелевого уплотнения, „„5U 17898О6 А1 (57) Использование: средства герметизации вала, Сущность изобретения; устройство включает размещенные последовательно между корпусом и валом щелевое и торцевое уплотнение. Невращающиеся уплотнительные элементы выполнены в виде единой детали из материала с высокой Теплопроводностью. Зона трения торцового уплотнения расположена непосредственно

) над щелевым уплотнением. 1 ил, в котором через радиальный канал корпуса подается жидкость для охлаждения щели.

Уплотнение имеет ограниченную область применения, обусловленную необходимостью регулирования температуры конструкции в заданных пределах.

Целью изобретения является повышение надежности узла при расположении щелевого уплотнения с внешней стороны узла путем преобразования проходящей через него утечки рабочей жидкости посредством нагрева в двухфазную смесь жидкость — пар, Поставленная цель достигается тем, что в известном узле уплотнения вала, включающем размещенные последовательно между корпусом и валом щелевое и торцовое уплотнения, содержащие вращающийся и невращающийся уплотнительные элементы, невращающиеся уплотнительные элементы выполнены в виде единой детали из материала с высокой теплопроводностью, причем зона трения торцового уплотнения расположена непосредственно над щелевым уплотнением.

1789806

Новизна предложенного решения состоит в том, что невращающиеся уплотнительные элементы выполнены в виде единой детали из материала с высокой теплопроводностью, причем зона трения торцового уплотнения расположена непосредственно над щелевым уплотнением, На чертеже показан предлагаемый узел л -Ь: уплотнения вала, Мродол ный разрез, В корпусе 1 устайовАен вращающийся вал 2, с которым скреплен вращающийся элемент 3 торцового уплотнения, например, герметично установлен во втулке 4, закрепленной на валу 1 и герметизированной резиновым кольцом 5. Невращающийся элемент 6 торцового уплотнения герметично установлен в корпусной втулке 7, выполненной из материала, обладающего высокой теплопроводностью, например, из медного сплава. Эластичное уплотнительное кольцо 8 выполняеттри функции: герметизирует корпусную втулку 7 относительно фланца 9, установленного герметично в корпусе; обеспечивает необходимое контактное давление между элементами 3 и 6 торцового уплотнения, что достигается, например, установкой на валу регулировочной прокладки 10; а также выполняет функцию шарнира, обеспечивающего контактирование элементов 3 и 6 при наличии биения вала 1. Корпусная втулка 7 с валом 2 (в конструкции с установленной на валу втулкой 4) образует щелевое у ыотнение 11.

Для повышения износостойкости щелевого уплотнения 11, размещенного последовательно за торцовым уплотнением, в корпусную втулку 7 может быть запрессована втулка 12 из антифрикционного материала, а на втулку 4 — гильза 13 также из антифрикционного материала. Взамен втулки 12 и гильзы 13 могут быть использованы известные антифрикционные покрытия (наи ример, серебрение), Формула изобретения

Узел уплотнения вала, включающий размещенные последовательно между корпусом и валом щелевое и торцевое уплотнения, содержащие вращающийся и невращающийся уплотнительные элементы, отличающийся тем, что невраща5

В предложенной конструкции дополнительно выполнена во фланце 9 кольцевая дренажная камера 14, сообщенная с атмосферой посредством канала 15 и ограниченная со стороны вала уплотнением 16, например, винтового типа или манжетой.

Узел уплотнения вала работает следующим образом.

При появлении утечки через торцовое уплотнение вступает в действие щелевое уплотнение 11. При этом часть тепла, выделяющегося от трения элементов 3 и 6 торцового уплотнения, передается рабочей жидкости — утечке, а также распространяется по корпусной втулке 7 к щелевому уплотнению 11 — к его невращающейся втулке 12.

При высокой скорости скольжения и контактном давлении (например, при pV 10 МПа м/с, где р — номинальное контактное давление, МПа;

V — скорость скольжения, м/с ), выделяется значительное количество тепла, и протекающая через торцовое уплотнение и щелевое уплотнение 11 жидкость частично переходит в пар, так что через уплотнение

11 протекает смесь жидкость — пар, Из литературы известно (см„например, Beatty

Р.А., Hughes И/.F, — Turbulent twophase flow

in annular Seals. — "ASLE — Traus", 1987, 30, N1,,11 — 18), что наличие паровой фазы в зазоре является важным механизмом для снижения утечек в щелевом уплотнении, причем утечки однофазной жидкой среды больше, чем двухфазной, а охлаждение системы приводит к увеличению утечек. Утечка в виде смеси жидкость — пар может отводиться через дренажную полость 14 и канал

15. Может быть организована также принудительная продувка газом полости 15, герметизированной внешним уплотнением 16.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет получить положительный эффект, заключающийся в повышении надежности узла. ющиеся уплотнительные элементы выполнены в виде единой детали из материала с высокой теплопроводностью, причем зона трения торцевого уплотнения расположена непосредственно над щелевым уплотнением, которое расположено с внешней стороны узла, 1789806

1Ô

10

45

Саста вител ь Г. Гром ы ко

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор И.Шмакова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 341 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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