Торцовое уплотнение Советский патент 1983 года по МПК F16J15/34 

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть исполь зовано в химической и других отраслях промышленности. Известно торцовое уплотнение, включающее укрепленное на валу вращающееся кольцо и установленное в корпусе неподвижное кольцо с внутренней полостью, заполненной капиллярно-пористым материалом, пропитан ным летучей жидкостью, и г:с единенной с холодильником 1. : Недостатком устройства является невозможность изменения геометрии трусдихся поверхностей в радиальном направлении, т.е. конструкция не обеспечивает создания термогидродннамического эффекта в стыке колец трения. Целью изобретения является повышение надежности и ресурса работы уплотнения. Поставленная цель достигается тем, что в торцовом уплотнении, вкл чающем укрепленное на валу вращающееся кольцо и установленное в кор пусе неподвижное кольцо с внутренн полостью, заполненной капиллярнопористым материалом, пропитанным летучей жидкостью, и соединенной с холодильником, внутренняя полость неподвижного кольца разделена учас ками тела кольца на несколько поло тей, причем поверхности полостей, обращенные в сторону пары трения, выполнены под углом к ней. Длина участков тела кольца между полостями выполнена более ширины полости. На фиг. 1 показано уплотнение, общий вид, в разрезе; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1/ на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1. Уплотнение состоит из корпуса 1 в котором установлено через эласти ные кольца 2 и 3 неподвижное кольцо 4 . Вращающееся кольцо 5 герметизйруется по валу б резиновым кольцом Поджатие вращающегося кольца 5 к неподвижному осуществляется с по мощью пружин 8, которые установлен в гнезде обоймы 9. В теле неподвижного кольца 4 выполнены несколько распределенных по окружности полостей 10, между которыми имеются участки тела коль ,ца 11. При этом полости заполнены капиллярно-пористым материалом 12, который пропитан летучей жидкостью например водой, жидким литием, аце тоном и т.д., подбираемых в зависи мости от условий эксплуатации упло .нения, В пространство 13, заключен ное между резиновыми кольцами 2 и может подаваться хладагент. Для заполнения полости 10 в конструкци предусмотрена крышка 14, соединение которой с неподвижным кольцом трения осуществляется с помощью прокладки 15 Уплотнение работает следующим образом. Пружины 8 и давление уплотняемой среды торцового уплотнения обеспечивают прилегание колец пары трения. При вращении вала и относительном скольжении колец друг по другу про-. исходит их нагревание. Летучая жидкость, находящаяся в капиллярно-пористом теле поблизости к источнику тепловыделения, при достижении температуры кипения переходит из жидкого состояния в газообразное. Пар под действием разности давлений устремляется к охлажденным участкам тела неподвижного кольца трения и конденсируется, отдавая тепло хладагенту. Сконденсированная жидкость вновь по капиллярам пористого тела возвращается к источнику тепловыделения. Разделение внутренней полости неподвижного кольца на несколько последовательно расположенных полостей, выложенных пористым материалом, пропитанным летучей жидкостью, обеспечивает средний объе® ный перепад температур между полостями и участками тела кольца независимо от того, как заполнена камера уплотнения: холодной или горячей затворной жидкостью. При переходе из одного агрегатного состояния в другое скрытая теплоJra парообразования, идущая на разрыв связей между молекулами, у большинства летучих жидкостей очень велика и при этом тепловой поток достигает большой величины. Единственный и естественный двигатель капиллярного всасывания - поверхностное натяжение жидкости. Это обеспечивает наиболее интенсивное охлаждение толщины кольца между рабочим стыком колец трения и основанием полости 10 в сравнении с толстостенным поперечным сечением кольца. Перепад температур вдоль дорожки трения обуславливает деформации рабочей поверхности колец различной величины и, как следствие, образование микроклиньев (фиг 3), которые и обеспечивают создание гидродинамического эффекта и переводят работу уплотнения в жидкостный режим трения. Переменная толщина стенки кольца в радиальном направлении также обеспечивает различный перепад температур по ширине пояска трения, что изменяет геометрию трущихся поверхностей в. радиальном направлении. Управление осевыми и радиальными деформациями колец осуществляется путем изменения расхода хладагента

через пространство 13. Возможность управления деформациями колец трения исключает разрушение колец и образование термотрещин на рабочих поверхностях колец и, таким образом, предотвращает преждевременный выход .

уплотнения из с±роя, т.е. повышает ресурс уплотнения и его надежность.

Предложенное торцовое уплотнение может также эксплуатироваться во взрывоопасных цехах.

1. ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ, вклю Чсоощее укрепленное на. валу вращающееся, кольцо и установленное в ко пусе неподвижное кольцо с внутрен3 7 ней полостью, заполненной капиллярно-пористым материалом, пропитанным летучей жидкостью.и сообщен с холодильником, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и ресурса работы, внутренняя полость неподвижного кольца разделена участками тела «льца на несколько равномерно распределенных по окружности полостей, причем поверхности полостей, обращенные в сторону пары трения, выполнены под углом к ней. 2. Уплотнение по п. 1, отличающееся Тем, что длина участков тела кольца между полостями выполнена более ширины полости.

//