Торцовое уплотнение вала с регулируемой утечкой агента

 

пп 4I8662

On Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 03.05.71 (21) 1655813/25-8 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 05.03.74. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 06.02.75 (51) М. Кл. Г 16j 15/34

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 62-762.643.7 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Н. В. Передрий и К. В. Лисицин

Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт атомного и энергетического насосостроения (54) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА С РЕГУЛИРУЕМОЙ

УТЕЧКОЙ АГЕНТА

Изобретение относится к уплотнениям вращающихся валов, проходящих через полости с высоким перепадом давления жидкости, в частности к торцовым уплотнениям с регулируемой или ограниченной утечкой, и может быть использовано в циркуляционных насосах для систем питания паровых котлов тепловых электростанций или для теплообменных петель атомных электростанций.

Известны торцовые уплотнения с регулируемой утечкой агента, с корпусом, разделенным перегородкой, на полости высокого и низкого давлений, в котором на вращающемся валу закреплен уплотнительный элемент, взаимодействующий с невращающимся и подвижным в осевом направлении вторым уплотнительным элементом, расположенным в центральном отверстии перегородки и несущим в полости низкого давления кольцевой поршень.

В таких уплотнениях бывают непараллельности или перекосы уплотнительных поверхностей вращающегося и неподвижного элемента, обусловленные неточностями механической обработки и сборки, тепловыми деформациями и деформациями от сил давления, а также перекосами самого вала. Поскольку толщина жидкостной пленки между уплотнительными поверхностями весьма мала, то такие перекосы могут вызывать непосредственный контакт уплотнительных поверхностей, а в результате пзно", повышенную утечку и выход пз строя уплотнения.

Цель изобретения — обеспечение компенсаций непараллельности уплотнительных по5 верхностей.

Это достигается тем, что в предлагаемом уплотнении вращающийся уплотнптельный элемент выполнен с самоустанавливающимся следящим устройством. Это устройство прсд10 ставляет собой кольцо, шарнирно установленное в канавке вращающегося уплотнптельного элемента и опирающееся на подушку пз вязкой жидкости, герметично уплотненной в этой канавке. В результате рабочая поверхность

15 вращающегося уплотнительного элемента оказывается включенной в гидравлическую следящую систему «кольцо — вязкая жпдкость— вращающийся уплотнптельный элемент», обладающую высоким быстродействием и в то

20 же время достаточной жесткостью. Это особенно важно в случае значительныx величин непараллельностп уплотнптельных поверхностей.

На чертеже изображено предлагаемое уп25 лотнение, продольный разрез и разрез по

А — А.

Уплотнение имеет корпус 1, разделенный поперечной перегородкой 2 на полости высокого Р и низкого Р< давления. В центральном

30 отверстии диаметром 4 перегородки 2 шарнирно и с возможностью осевого перемещения установлен неподвижный уплотнительный элемент 3, соединенный с поршнем 4, помещенным в полости нпзкого давления Р,. Поршень

4 зафиксирован от вращения штифтом 5. На валу помещен и закреплен гайкой 7 вращающийся уплотнительный элемент 8. Рабочая поверхность уплотнительного элемента 8 выполнена в виде кольца 9, шарнирно установленного в канавке элемента 8 и опирающегося на подушку из вязкой жидкости Б, герметично уплотненной упругими кольцами 10. Кольцо 9 зафиксировано от вращения штифтом 11.

Между уплотнительпыми поверхностями элементов 3 и 8 имеется зазор 12.

На рабочей поверхности кольца 9 выполнена кольцевая канавка 13 с внутренним диаметром dq, равным d, разделяющая ее на два уплотнительных пояска — поясок 14 с плоской непрерывной поверхностью и поясок 15, разде".åííûé радиальными канавками 1б на ряд опорных площадок 17.

При работе уплотнения жидкость из полости высокого давления Ро, протекая через зазор 12 в полость низкого давления Рь оказыьает давление на уплотнительные поверхности элементов 3 и 8, разжимая их и увеличивая тем самым зазор 12 между ними. В свою очередь, жидкость в полости давления Рь действуя на левую поверхность поршня 4, сжимает уплотнительные поверхности элементов 3 и 8, уменьшая зазор 12. Поскольку эти силы действуют на противоположные стороны одного и того же неподвижного элемента 3, то при их ,неравенстве элемент 3 будет перемещаться в осевом направлении приближаясь или удаляясь от вращающегося уплотнительного кольца 9 до достижения равновесия сил, тем самым регулируя взаимное положение уплотнительных поверхностей, а, значит, и величину зазора 12. В результате поддерживается заданная толщина жидкостной пленки между уплотнительными поверхностями, устанавливаемая, например, дросселирующей шайбой, располагаемой вне корпуса уплотнения (на чертеже не показана). При перекосе уплотнительных поверхностей элементов 3 и 8 вследствие неточностей изготовления и сборки, а также механических и тепловых деформаций уплотнения и вала на опорных площадках 17 уплотнительного кольца 9 будут возникать гидродинамические силы, стремящиеся выров10 нить угловое положение уплотнительных поверхностей в сторону их строгой параллельности. Ввиду того, что кольцо 9 обладает намного меньшей инерцией, чем неподвижный уплотнительный элемент 3 с поршнем 4, быстро15 действие гидравлической следящей системы

«кольцо 9 — вязкая жидкость Б — уплотнительный элемент 8» оказывается гораздо более высокими, чем быстродействие самоустанавливающегося следящего устройства в из20 вестных уплотнениях, что позволяет быстро и надежно компенсировать даже значительные перекосы уплотнительных поверхностей, Предмет изобретения

Торцовое уплотнение вала с регулируемой утечкой агента с корпусом, разделенным перегородкой на полости высокого и низкого давлений, в котором на вращающемся валу за30 креплен уплотнительный элемент, взаимодействующий с невращающимся и подвижным в осевом направлении вторым уплотнительным элементом, расположенным в центральном отверстии перегородки и несущим в полости низЗ5 кого давления кольцевой поршень, о тл и ч аю щ е е с я тем, что, с целью компенсации непараллельности уплотнительных поверхностей, в уплотнительном элементе, закрепленном на валу со стороны, обращенной ко второму уп40 лотнительному элементу, выполнена канавка, заполненная вязкой жидкостью, воспринимающей воздействие уплотненного в этой канавке кольцевого поршня.

418662

5 1

/ ц д 11 8

Редактор И. Бродская

Корректор Е. Рогайлина

Заказ 179/1 ) Изд. № 598 Тираж 875 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 р,4

Составитель P. Хлудова

Техред Т. Курилко р