Торцовое уплотнение Советский патент 1983 года по МПК F16J15/34 

2. Уплотнение по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что отверстия во втулке, соединяющие полость во втулке с кольцевыми канавками, вьшолнены с наклоном в сторону вращения вала.

3. Уплотнение по п.п. 1и 2, отличающее с я тем, что наклонные отверстия в промежуточных кольцах вьшолнены из двух отверстий, соединенных и образующих между . собой угол.

1. ТОЩОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ вращающегося вала, содержащее вращающееся, невращающееся и расположещп 1е между ними промежуточные кольца трения, в которых вьь полнены осевые отверстия, корпус, охватьшающий с зазором промежуточные кольца, от личающееся тем, что,-с целью повышения надежности и ресурса работы уплотнения путем оптимального распределения скорости скольжения между промежуточными уплотнительными кольцами, в корпусе уплотнения установлена втулка, образуя полость с корпусом, на внутренней поверхности втулки вйшолнены кольцевые канавки, расположенные напротив промежуточных колец и имеющие ширкну меньше толщины этих колец, при этом во втулке вьшолнены радиальные отверстия, соединяющие указанную полость с кольцевыми канавками, в промежуточных кольцах вьшолнены наклонные в противоположную вращению вала сторону отверстия, соединяющие кольцевые канавки с уплотняемой полостью, общая площадь сечений которых в каждом промежуточном кольце различна и уменьшается по мере (Л удаления этого кольца от вращающегося, а осевые отверстия в промежуточных кольцах рас- положены на разных диаметрах и имеют для каждого кольца разн)ао суммарную площадь их сечения. а о 00 4 о:

Изобретение относится к уплотнениям вращающихся валов мащин, аппаратов и насосов химической и других отраслей промыш ленности, преимущественно для высокоскоростного оборудования. Известно уплотнение для погружных аппаратов, в котором между вращающимся и невращающимся кольцами торцового уплотнения установлены промежуточные кольца. Во вращающемся, невращающемся и промежуточных кольцах трения вьшолнены осевые отверстия .для лучшего распределения скоростей между кольцами трения за счет гидравлического соединения этими отверстиями пар трения 1 Данная конструкция характеризуется увели чением мощности, расходуемой на трение о жидкость колец трения, недостаточной центров кой промежуточных колец и, как следствие, возможностью их радиального смещения. Известно торцовое механическое уплотнение включающее вращающееся, невращающееся и расположенные между ними промежуточные кольца трения, в которых выполнены на равных диаметрах отверстия, а также корпус ох тьгоающий с зазором промежуточные кольца. В данном уплотнении промежуточные кольца центрированы с зазором по корпусу. Они могут центрироваться по обойме вращающегося, невращающегося кольид, или вала 2. Недостатками этого уплотнения является то, что.силы трения радиальных поверхностей промежуточных колец по корпусу или обоймам существенно влияют на распределение скоростей вращения. Износу подвергаются не только торцовые, но и радиальные поверхности промежуточных колец. Появляются радиальные смещения промежуточных колец. Целью изобретения является повыщение надежности и ресзфса работы уплотнения путем оптимального распределения скорости скольжения между промежуточными уплотнительными кольцами. Указанная цель достигается тем, что. в торцовом уплотнении, имеющем вращающееся , невращающееся и расположенные между ними промежуточные кольца трения, в которых вьшолнены осевые отверстия, корпус, охватывающий с зазором промежуточные кольца, в корпусе уплотнения установлена втулка, образуя полость с корпусом, на внутренней поверхности втулки вьшолнены кольцевые канавки,.расположенные напротив промежуточных колец и имеющие ширину меньше толщины этих колец, при этом во втулке вьшолнены радиальные отверстия, соединяющие указанную полость с кольцевыми канавками, в промежуточных кольцах вьшолнены наклонные в противоположную вращению вала сторону отверстия, соединяющие кольцевые канавки с уплотняемой полостью, общая площадь сечещгй которых в каждом промежуточном кольце различна и уменьшается по мере удалеимя этого кольца от вращающегося, а осевые отверстия в промежуточных кольцах расположены на разных диаметрах и имеют для каждого кольца разную суммарную площадь их сечения. Отверстия во втулке, соединяющие полость во втулкес кольцевыми канавками, вьшолнены с наклоном в сторону вращения вала. Наклонные отверстия в промежуточных кольцах вьшолнены из двух отверстий, соединенных и образующих между собой угол. На фиг. 1 изображено предлагаемое уплотнение, обцщй вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1. Уплотнение состоит из корпуса 1 уплотнения, в котором установлена втулка 2 герметично относительно корпуса уплотнения и полости 3 уплотнения. Между втулкой 2 и корпусом уплотнения образована полость 4. В крьпцке 5 уплотнения установлено невращающееся кольцо трения 6. На валу 7 установлено вращающееся кольцо трения 8. Между кольцами трения 6 и 8 установлены промежуточные кольца трения 9 с зазором по втулке 2. На внутреннем диаметре втулки 2 вьшолнены кольцевые канавки 10 в месте сопряжения промежуточных колец 9 с втулкой 2. Кольцевые канавки могут быть вьтолнены на наружной поверхности промежуточных колец трения 9. Отверстия 11 соединяют полость 4 с кольцевыми канавками 10. Кольцевая канавка 10 соединена с полостью 3 уплотнения отверстиями 12. Они вьшолняются двумя отверстиями 13 и 14, образуюидами между собой угол. В промежуточных кольцах трения 9 вьшолнены осевые отверстия 15 на различном диаметре и в различных количествах на каждом промежуточном кольце трения 9. Отверстия 11 вьшолнены. с наклоном в сторону вращения вала 7. Уплотнение работает следующим образом. Между укрепленным на валу 7 вращающимся кольцом трения 8 и установленным в крьщ1

ке 5 уплотнения невращающимся кольцом трения 6 помещены промежуточные кольца трения 9. В полость 4 подается охлаждающая жидкость с давлением, превьппающим давление жидкости в полости 3 уплотнения. Жидкость, проходя по отверстиям 11 втулки 2, попадает в кольцевые канавки 10, образуя между втул$-: кой 2 и промежуточными кольцами трения 9 гидроподцшпник, в котором вращаются промежуточные кольца трения 9. Образованный гидроподишпник уменьщает силу трения между промежуточными кольцами трения 9 и втулкой 2 и позволяет центрировать промежуточные кольца 9 по втулке 2. Охлаждающая жидкость, проходя по отверстиям 12, изменяет в этих отверстиях свою скорость, направление к давление. За счет этого в промежуточных крльцах возникает вращающийся момент в сторону вращения вала 7. Вращающийся момент возникает тем больще, чем больще

//

11

ных колец трения 9 достигается также размещением осевых отверстий 15 на {К1зных диаметрах.

Созданием определенного вращающегося

момента на кольцах трения 9 за вычетом заданной силы трения на этих же кольцах достигается создание расчетной оптимальной скорости вращения этих колец трения 9.

Промежуточное кольцо трення 9 при работе, стараясь сохранить заданную скорость вращения, сохраняет одинаковую силу трения на обоих своих торцовых поверхностях.

Технике-экономический эффект изобретеш(я заключается в повышении pecypica и надежноста работы уплотнения за счет обеспечения равномерного износа, колец трения путем оптимального распределения скорости скольжения между промежуточными уплотнительными кольцами. При этом снижаются потери мощности на трение при работе уплотнения.

/5

fO общее сечение отверстий 12. В промежуточных кольцах трения 9, расположенных ближе к вращающемуся кольцу трения 8, выполнено больше отверстий 12. В них возникает больший вращающийся момент. Далее, проходя через осевые отверстия 15 в промежуточных кольцах трения 9, охлаждающая жидкость оказывает сопротивление вращению промежуточных колец трения 9. Через различные промежуточные кольца трения 9 по отверстиям 15 проходит различное количество охлаждающей жидкости благодаря неравномерному распределе1гаю по отверстиям 12 охлаждающей жидкости в полости 3 уплотнения. Различное сопротивление вращению промежуточtf 6-6

/f

10

/ч

/J

фие.З