ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ Российский патент 2001 года по МПК F16J15/34 

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а более конкретно - к торцовым уплотнениям.

Известно торцовое уплотнение с кольцевым уплотнительным буртом [1].

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, являются необходимость поджатия с определенной силой уплотнительного кольца к контртелу с целью уплотнения, что приводит к трению и износу контактирующих деталей, а также большая утечка жидкости через уплотнительный бурт.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности торцового уплотнения за счет устранения контакта уплотнительного кольца и контртела и уменьшения утечки жидкости через уплотнение за счет обратного заброса просочившейся через уплотнительный бурт жидкости в уплотняемую полость.

Сущность технического решения заключается в том, что в торцовом уплотнении, содержащем контртело и уплотнительное кольцо, согласно изобретению уплотнительное кольцо имеет два уплотнительных бурта, один со стороны жидкости, другой со стороны газа, между которыми расположена кольцевая канавка, соединенная каналами в уплотнительном кольце с полостью сброса жидкости, при этом каналы в уплотнительном кольце расположены ближе к оси вращения уплотнения, чем кромка уплотнительного бурта со стороны жидкости, а на поверхности контртела в зоне этого уплотнительного бурта выполнены углубленные наклонные площадки, при этом полость сброса жидкости отделена от воздушной полости уплотнения вторичным уплотнительным кольцом.

Наличие двух уплотнительных буртов, одного со стороны жидкости, другого со стороны газа, между которыми расположена кольцевая канавка, соединенная каналами в уплотнительном кольце с полостью сброса жидкости, предотвращает проникновение жидкости к газовому подшипнику и в воздушную полость.

Расположение каналов сброса жидкости в уплотнительном кольце ближе к оси вращения уплотнения, чем кромка уплотнительного бурта со стороны жидкости, создает условия для обратного заброса просочившейся жидкости.

Выполнение на поверхности контртела в зоне уплотнительного бурта со стороны жидкости углубленных наклонных площадок позволяет сбрасывать жидкость, просочившуюся через уплотнительный бурт, обратно в полость сброса жидкости, тем самым защищает гидродинамический газовый подшипник от попадания жидкости и уменьшает утечку через уплотнение, повышая его надежность.

Отделение полости сброса жидкости от воздушной полости уплотнения вторичным уплотнительным кольцом позволяет защитить полость газа от проникновения жидкости из полости сброса жидкости.

На фиг. 1 изображен общий вид торцового уплотнения.

На фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 по рабочей поверхности контртела.

На фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2.

На фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 2.

Торцовое уплотнение содержит уплотнительное кольцо 1, контртело 2, уплотнительный бурт со стороны жидкости 3, уплотнительный бурт со стороны газа 4. Уплотнение имеет полость жидкости 5, полости сброса жидкости 6 и воздушную полость 7. Кольцевая канавка сброса жидкости 8 контртела 2 соединена с полостью сброса жидкости 6 каналами 9 в уплотнительном кольце 1. Кольцевая канавка 8 соединена также с углубленными наклонными площадками 10, сбрасывающими жидкость, просочившуюся через уплотнительный бурт жидкости 3, обратно в жидкостную полость 5 за счет сил трения в жидкости и относительного движения контртела и уплотнительного кольца, причем отверстия сброса жидкости 9 в уплотнительном кольце 1 расположены ближе к оси вращения уплотнения, чем кромка уплотнительного бурта жидкости 3 с целью создания возможности обратного заброса жидкости наклонными площадками 10. Кольцевая канавка сброса жидкости 8 на контртеле 2 на внутреннем диаметре прилегает к газовому уплотнительному бурту 4, разделяющему жидкостные 5, 6 и воздушную 7 полости и защищающему гидродинамический газовый подшипник от попадания жидкости. Аэродинамический газовый подшипник образован радиальными питающими пазами 11, соединенными с углубленными площадками 12 на контртеле 2 и с гладкой поверхностью уплотнительного кольца 1. Полость сброса жидкости 6 отделена от воздушной полости уплотнения вторичным уплотнительным кольцом 13, прилегающим к поверхности уплотнительного кольца 1.

Работает устройство следующим образом. Уплотняемая жидкость из полости 5 поступает к уплотнительному бурту жидкости 3, далее большая часть жидкости, просочившейся через уплотнительный бурт жидкости 3, захватывается наклонными площадками 10 и забрасывается за счет сил трения и относительного вращения контртела 2 относительно уплотнительного кольца 1 обратно в жидкостную полость 5, а меньшая часть просочившейся жидкости по кольцевой канавке сброса жидкости 8 и каналам 9 поступает в полость сброса жидкости 6. Для разделения уплотнительного кольца 1 и контртела 2 тонкой пленкой газа служит вторая часть уплотнения, примыкающая к воздушной полости 7. Газ из полости 7 поступает по радиальным питающим пазам 11 к площадкам 12 аэродинамического газового подшипника, где создается подъемная сила за счет сил трения и вращения контртела 2 относительно уплотнительного кольца 1 и разделяется тонкой газовой пленкой контртело 2 и уплотнительное кольцо 1, причем воздушная полость 7 защищена от проникновения жидкости из полости сброса 6 вторичным уплотнительным кольцом 13, а газовый аэродинамический подшипник защищен от проникновения жидкости из кольцевой канавки сброса жидкости 8 уплотнительным буртом газа 4.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет повысить надежность уплотнения путем устранения трения в контакте уплотнительного кольца с контртелом за счет разделения их тонкой газовой пленкой и уменьшения утечки через уплотнение за счет обратного заброса уплотняемой жидкости в уплотняемую полость.

Источник информации
1. П. И. Орлов, "Основы конструирования", М.: Машиностроение, 1988 г., стр. 486, рис. 654 - прототип.

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а более конкретно - к торцовым уплотнениям. Торцовое уплотнение содержит контртело и уплотнительное кольцо. Уплотнительное кольцо имеет два уплотнительных бурта, один со стороны жидкости, другой со стороны газа. Между буртами расположена кольцевая канавка, соединенная каналами в уплотнительном кольце с полостью сброса жидкости. При этом каналы в уплотнительном кольце расположены ближе к оси вращения уплотнения, чем кромка уплотнительного бурта со стороны жидкости. На поверхности контртела в зоне этого уплотнительного бурта выполнены углубленные наклонные площадки, а полость сброса жидкости отделена от воздушной полости уплотнения вторичным уплотнительным кольцом. Изобретение позволяет повысить надежность торцового уплотнения за счет устранения контакта уплотнительного кольца и контртела и уменьшения утечки жидкости через уплотнение за счет обратного заброса просочившейся через уплотнительный бурт жидкости в уплотняемую полость. 4 ил.

Торцовое уплотнение, содержащее контртело и уплотнительное кольцо, отличающееся тем, что уплотнительное кольцо имеет два уплотнительных бурта, один со стороны жидкости, другой со стороны газа, между которыми расположена кольцевая канавка, соединенная каналами в уплотнительном кольце с полостью сброса жидкости, при этом каналы в уплотнительном кольце расположены ближе к оси вращения уплотнения, чем кромка уплотнительного бурта со стороны жидкости, а на поверхности контртела в зоне этого уплотнительного бурта выполнены углубленные наклонные площадки, при этом полость сброса жидкости отделена от воздушной полости уплотнения вторичным уплотнительным кольцом.