ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ С ИНДИВИДУАЛЬНОЙ СМАЗКОЙ Российский патент 1997 года по МПК F16J15/34 

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для повышения надежности и экономичности работы торцевых уплотнений валов.

Известны одинарные торцевые уплотнения вращающихся валов (Э.Майер. "Торцевые уплотнения", М. "Машиностроение", 1978, с. 14), в которых уплотнительная среда одновременно является и смазывающей жидкостью для пары трения, состоящей из вращающегося и невращающегося уплотнительных колец.

Эти торцевые уплотнения не могут использоваться для уплотнения газообразных сред, вследствие невозможности обеспечения гидродинамического или полужидкостного режимов трения уплотнительных колец, которые обеспечивают работу уплотнительных колец при наименьшем коэффициенте трения и износе и характеризуются наличием между контактирующими поверхностями сплошной или имеющей отдельные разрывы тонкой пленки смазывающей жидкости.

Наиболее близким из известных является двойное торцевое уплотнение (Э. Майер "Торцовые уплотнения", М. "Машиностроение", 1978, с. 29), содержащее корпус с расположенными в нем двумя неподвижными уплотнительными кольцами и двумя, закрепленными на валу, подвижными уплотнительными кольцами, которые образуют емкость для смазывающей, одновременно являющейся и затворной, жидкости.

Уплотнения такого типа могут применяться для уплотнения газообразных сред.

Недостатком такого уплотнения является то, что в связи с наличием протечек смазывающей жидкости, при наличии гидродинамического или полужидкостного режимов трения уплотнительных колец, работа уплотнения возможна только при наличии циркуляционной системы для прокачки его жидкостью.

Задача, решаемая изобретением повышение надежности работы и экономичности при эксплуатации торцевого уплотнения для уплотнения газообразных сред с перепадом давления от 0 до 0,01 МПа путем обеспечения узлов трения уплотняемых колец достаточным количеством смазывающей жидкости с одновременным исключением внешней циркуляционной системы для прокачки уплотнения жидкостью.

Сущность изобретения заключается в том, что в торцевом уплотнении вращающегося вала с индивидуальной смазкой, содержащего корпус с расположенным в нем вращающимся уплотнительным кольцом, закрепленным на валу, расположенные по обе стороны от вращающегося уплотнительного кольца уплотнительные блоки, закрепленные на корпусе торцевая стенка и торцевые крышки, а на валу отбойные кольца, а также установленные на вращающемся уплотнительном кольце устройства для подачи смазывающей жидкости из нижней части корпуса в верхнюю часть зоны трения между вращающимся уплотнительным кольцом и уплотнительными блоками, две полости, образованные торцевыми крышками, валом и уплотнительными блоками, соединены с емкостью, образованной корпусом, торцевой стенкой, вращающимся уплотнительным кольцом и уплотнительными блоками, в нижней части каналами, обеспечивающими перепад давления уплотняемых сред, равный высоте столба смазывающей, одновременно являющейся и затворной, жидкости от верхнего уровня жидкости в каналах и емкости до нижнего уровня жидкости в каналах.

Устранение внешней циркуляционной системы прокачки емкости корпуса затворной жидкостью и возвращение протечек смазывающей жидкости внутрь емкости корпуса с обеспечением уплотнения газообразных сред, достигаемое такой конструкцией, позволяет повысить надежность работы уплотнения и экономит расход энергии, необходимый на прокачку затворной жидкости и на барботаж жидкости.

На чертеже изображен общий вид торцевого уплотнения с индивидуальной смазкой.

В корпусе 1 расположено вращающееся уплотнительное кольцо 2, закрепленное на валу 3. К вращающемуся уплотнительному кольцу с обоих сторон прижаты пружинами 4 два уплотнительных блока 5 с неподвижными уплотнительными кольцами 6. На корпусе закреплена торцевая стенка 7 и две торцевые крышки 8. На вращающемся уплотнительном кольце расположено устройство для подачи жидкости 9, а на уплотнительных блоках устройствах для приема смазывающей жидкости 10.

На валу у торцевых стенок закреплены отбойные кольца 11. Две полости 12, образованные торцевыми крышками, валом и уплотнительными блоками, соединены с емкостью 13, образованной корпусом, торцевой стенкой, вращающимся уплотнительным кольцом и уплотнительными блоками, в нижней части каналами 14.

Торцевое уплотнение работает следующим образом.

В емкость 13 корпуса 1 залита смазывающая, одновременно являющаяся и затворной, жидкость ниже уровня входного канала 14 на величину необходимую для слива протечек смазывающей жидкости из полостей 12 в емкость 13, обеспечивающих перепад давления уплотняемых сред равный высоте столба смазывающей жидкости от верхнего уровня жидкости в каналах и емкости до нижнего уровня жидкости в каналах.

Смазывающая жидкость забирается в нижней части емкости 13 устройством для подачи смазывающей жидкости 9 и подается в верхней части емкости 13 в устройства для приема смазывающей жидкости 10, из которых по отверстиям в корпусах уплотнительных блоков 5 и неподвижным уплотнительным кольцам 6 поступает в кольцевую канавку неподвижного уплотнительного кольца, обеспечивая гидродинамический режим смазки пары трения: вращающееся уплотнительное кольцо неподвижное уплотнительное кольцо. Прижатие уплотнительных блоков к вращающемуся уплонительному кольцу осуществляется пружинами 4. Протечки жидкости из зоны трения уплотнительных колец попадают на вал 3 и направляется отбойными кольцами 11 в нижнюю часть полостей 12, откуда по каналам 14 возвращается в нижнюю часть емкости 13.

Таким образом внутри уплотнения организована постоянная автономная циркуляция смазывающей жидкости в зоне трения, что обеспечивает стабильный жидкостный слой в паре трения уплотнительных колец и режим гидродинамической смазки, который характеризуется малыми коэффициентом трения и износом уплотнительных колец.

Величина перепада давления уплотнительных сред обусловлена величиной столба смазывающей жидкости от верхнего уровня жидкости в каналах и емкости до выхода каналов из корпуса.

Уплотнение обеспечивает возможность эксплуатации его без технического обслуживания периодами до 6000 ч. При уплотнении газообразных сред с перепадом давления от 0 до 0,01 МПа при автономном режиме циркуляции смазывающей жидкости вне зависимости от частоты вращения вала.

Использование: изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в торцовых уплотнениях с индивидуальной смазкой. Сущность изобретения: торцовое уплотнение с индивидуальной смазкой содержит корпус с расположенным в нем вращающимся уплотнительным кольцом, закрепленным на валу, расположенные по обе стороны от вращающегося уплотнительного кольца уплотнительные блоки, закрепленные на корпусе торцевую стенку и торцевые крышки, а на валу отбойные кольца, а также установленные на вращающемся уплотнительном кольце устройства для подачи смазывающей жидкости из нижней части корпуса в верхнюю часть зоны трения между вращающимся уплотнительным кольцом и уплотнительными блоками, две полости, образованные торцовыми крышками, валом и уплотнительными блоками, соединены с емкостью, образованной корпусом, торцовой стенкой, вращающимся уплотнительным кольцом и уплотнительными блоками, в нижней части каналами, обеспечивающими перепад давления уплотняемых сред, равный высоте столба смазывающей, одновременно являющейся и затворной, жидкости от верхнего уровня жидкости в каналах и емкости до нижнего уровня жидкости в каналах. 1 ил.

Торцевое уплотнение вращающегося вала с индивидуальной смазкой, содержащее корпус с расположенным в нем вращающимся уплотнительным кольцом, закрепленным на валу, расположенные по обе стороны от вращающегося уплотнительного кольца уплотнительные блоки, закрепленные на корпусе торцевую стенку и торцевые крышки, а на валу отбойные кольца, а также установленные на вращающемся уплотнительном кольце устройства для подачи смазывающей жидкости из нижней части корпуса в верхнюю часть зоны трения между вращающимся уплотнительным кольцом и уплотнительными блоками, отличающееся тем, что две полости, образованные торцевыми крышками, валом и уплотнительными блоками, соединены с емкостью, образованной корпусом, торцевой стенкой, вращающимся уплотнительным кольцом и уплотнительными блоками, в нижней части каналами, обеспечивающими перепад давления уплотняемых сред, равный высоте столба смазывающей, одновременно являющейся и затворной, жидкости от верхнего уровня жидкости в каналах и емкости до нижнего уровня жидкости в каналах.