Торцовое уплотнение

 

О П И С А Н И Е ()868216

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски и

Социалистическик

Республик

° (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 050479 (21) 2747634/25-08 с присоедкнением заявки J4 (23) Приоритет (5I )M. Кл.

F 16 J 15/34

3Ъеударстееииый комитет

СССР

«о делам изобретений и открытий

Опубликовано 300981. Бюллетень № 36

Дата опубликования опнсанкя 300981 (5З) ЙК 62 — 762 (088.8) Н.В. Передрий, К.В. Лисицын, и С.Н. Романко (72) Авторы изобретения

t

;I ско гo

Всесоюзный научно-исследовател конструкторский институт атом насосостроени (71 ) 3ая вител ь (54) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть исполь зовано для уплотнения вращающихся валов различных типов центробежных и других насосов.

Известно торцовое уплотнение, у которого на рабочей торцовой поверхности неподвижного кольца выполнены замкнутые камеры, а на рабочей торцовой поверхности вращающегося кольца—

10 питающие радиальные каналы, сообщенные с осевыми каналами, выполненные в этом же кольце 1J.

Выполнение камер, радиальных и осевых каналов в известном уплотне15 нии позволяет существенно улучшить условия смазки рабочих поверхностей, улучшить условия теплоотвода в торцовой щели, но не предотвращают деформаций контактирующих поверхностей, связанных с угловыми поворотами их сечения.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому является торцовое уплотнение, содержащее расположенные в полости высокого давления неподвижный и вращающийся уплотнительные элементы, каждый из которых образован основным несущим элементом и прилегающим к нему тыльной торцовой поверхностью и зафиксированным от относительного поворота с ним кольцом пары трения 12).

В связи с технологическими погрешностями влиянием температур и давления среды в сечениях колец пары трения действуют моменты, вызывающие их угловой проворот. Указанное приводит к большим контактным давлениям в стыках, износу их трущихся поверхностей и выходу из строя уплотнения.

Цель изобретения — повышение надежности и долговечности уплотнения за счет предотвращения непараллельностей торцовых поверхностей колец пары трения от углового поворота их сечения.

868216

ЗО разом.

Указанная цель достигается тем, что на тыльных торцовых поверхностях либо колец пары трения, либо основных несущих элементов выполнены камеры и сообщенные с полостью высокого давления радиальные питающие каналы, выходные участки которых сообщены между собой и камерами кольцевым дросселирующим каналом.

Причем выходные участки радиальных питающих клапанов совмещены с осевыми каналами, выполненными во вращающемся основном несущем элементе.

Кроме того, входные участки радиальных питающих каналов совмещены с осевыми каналами, выполненными в выступе вращающегося основного несущего элемента.

При этом входные участки радиальных питающих каналов совмещены с радиальными каналами, выполненными в выступе вращающегося основного несущего элемента. акое конструктивное решение позволяет предотвратить деформации трущихся колец пары трения, связанные с угловым поворотом их сечения. Во-первых, обеспечивается увеличение или уменьшение гидростатического давлеГ, ния в камерах, а следовательно, уве-! личение или уменьшение гидростатических сил сопротивления всякого ро да уменьшениям или увеличениям, зазора в месте расположенных камер. Вовторых, выполнение осевых каналов во вращающемся основном несущем элементе, сообщенных как с выходными, так ,и с входными участками радиальных пи. тающих каналов обеспечивает постоянную циркуляцию жидкости, результатом которой является усилие охлаждения вращающегося кольца пары трения по его толщине. Это приводит к волнистости трущейся поверхности вращающегося кольца вдолЬ его окружности.

Поэтому, при вращении вследствие наличия указанной волнистости возникает гидродинамическая сила, расклинивающая трущиеся поверхности тем больше, чем меньше зазор между ними.

Указанные гидродинамические силы, возникающие в рабочем стыке совместно с гидростатическими силами, возникающими в тыльном стыке, во-первых, образуют момент, направленный на устранение всякого рода деформаций рабочих поверхностей колец пары трения, связанных с угловым поворотом их се5

1О

25 чения. Во-вторых, предлагаемая конструкция улучшает условия бесконтактной работы, как в рабочем стыке между трущимися поверхностями колец пары трения, так и в тыльных стыках между тыльными поверхностями колец пары трения и прилегающими к ним тыльными торцовыми поверхностями основных несущих элементов.

На фиг. 1 представлено уплотнение, разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг, 1.

Уплотнение содержит расположенные в полости высокого давления закрепленный на валу вращающийся основной несуший элемент 1 с трущимся кольцом пары трения 2 и закрепленный в корпусе 3 неподвижный основной несущий элемент 4 с трущимся кольцом пары трения 5. Кольца пары трения 2 и 5 образуют рабочий стык 6 и по своим тыльным сторонам образуют тыльные стыки 7 и 8 с основными несущими элементами. Тыльная поверхность каждого кольца пары трения либо основного несущего элемента содержит расположенные по окружности камеры 9 и радиальные питающие каналы 10, выходные участки которых сообщены между собой и камерами кольцевым дросселирующим каналом 1"1, а также с осевыми каналами 12, основном несущем элементе l. Радиальные питающие каналы 10 сообщены с полостью высокого давления осевыми каналами 13 и радиальными каналами 14 в выступе элемента 1.

Уплотнение работает следующим обПри диффузорной щели рабочего стыка и, следовательно, конфузорной щели тыльного стыка возникаег по окружности восстановительный момент в каждом сечении кольца пары трения. Указанный момент вызван противоположно направленными силами, приложенными к рабочей и тыльной поверхностям.

Первая сила — гидростатическая возникает в тыльных стыках 7 и 8 вследствие того, что давление в камерах 9 этих стыков с уменьшением их щелевого зазора возрастает. Вторая сила гидродинамическая возникает в рабочем стыке со стороны расположения радиальных питающих каналов тыльного стыка 8 вращающегося элемента 1, При вращении через осевые 12 и радиальные питающие каналы 10, осевые кана8682

15

Формула изобретения

1. Торцовое уплотнение, содержащее расположенные в полости высокого давления неподвижный и вращающийся уплотнительные элементы, каждый из которых образован имеющим выступ со стороны полости высокого давления основным несущим элементом и кольцом пары трения, прилегающими друг к другу тыльными торцовыми поверхностями, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и долговечности уплотнения за счет предотвращения непараллельностей торцовых поверхностей колец пары трения от

30 лы 13 и радиальные каналы 14 осуществляется постоянная циркуляция холодной уплотнительной среды, что вызывает неодинаковое температурное поле вдоль окружности кольца пары трения

2 и приводит к возникновению волнистости его трущейся поверхности. В результате при уменьшении зазора рабочего стыка 6 со стороны высокого давления гидродинамические силы в этом стыке увеличиваются.

При конфузорной щели рабочего стыка все вышеуказанные процессы протекают в противоположном направлении и, таким образом, препятствуют и устраняют непараллельности трущихся поверхностей, благодаря чему устраняется их износ и повышается надежность и долговечность уплотнения.

16 6 углового поворота их сечения, на тыльных торцовых поверхностях либо колец пары трения, либо основных несущих элементов, выполнены камеры и сообщенные с полостью высокого давления радиальные питающие каналы, выходные участки которых сообщены между собой и камерами кольцевым дросселирующим каналом.

2. Уплотнение по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что выходные участки радиальных питающих клапанов совмещены с осевыми каналами, выполненными во вращающемся основном несущем элементе.

3. Уплотнение по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что входные участки радиальных питающих каналов совмещены с осевыми каналами, выполненными в выступе вращающегося основного несущего элемента.

4. Уплотнение по и. 1, о т л и ч а þ ù е е с я тем, что входные участки радиальных питающих каналов совмещены с радиальными каналами, выполненными в выступе вращающегося основного несущего элемента

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство ССС!. по заявке Р 2587964, кл. F 16 J 15/34, 1978.

2. Голубев А.И. Торцовые уплотнения вращающихся валов. М., "Машиностроение", 1974, с. 56 рис. 42 (прототип).

868216

Составитель Г. Вутома

Редактор M. Ткач Техред А. Савка Корректор У. Пономаренко

Тираж 1009 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Заказ 8281/44

Фтгп ал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4