Комбинированное уплотнение Советский патент 1984 года по МПК F16J15/34 

Изобретение относится к уплотнительной технике и касается уплотнений выходящих концов валов роторных машин.

Известны комбинированные уплотнения, в которых торцовое уплотнение работает в сочетании с бесконтактным типа импеллера. В этом случае бесконтактное уплотнение при установившемся режиме обеспечивает достаточную герметичность рабочей полости, а торцовое размыкается дополнительными устройствами автоматического действия 1.

Недостатком этих устройств является то, что используются два типа уп..отнения и специальное приспособление для размыкания торцового уплотнения.

Известно уплотнение, в котором использована одна пара трения, но при вращении ротора толкатели под действием центробежных сил деформируют подвижное кольцо, вследствие чего поверхность контакта становится волнистой, и уплотнение работает как гидродинамическое. При остановках толкатели возвращаются в первоначальное положение, и пара работает как стояночное, контактируя плоскими поверхностями 2.

Недостатком данной конструкции является то, что имеется дополнительное устройство с подвижными деталями для деформации кольца.

Цель изобретения - повышение надежности комбинированного уплотнения при многоцикличной работе и снижение износа колец.

Указанная цель достигается тем, что в комбинированном уплотнении, содержащем два поджатых друг к другу кольца пары трения, одно из которых вращается, на нерабочей поверхности вращающегося кольца выполнены выступы, предпочтительно радиально направленные, а подвижное кольцо может быть соединено с валом упругой перемычкой.

На фиг. 1 представлено предлагаемое уплотнение, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 при стоянке; на фиг. 3 - то же, при работе.

Уплотнение состоит из подвижного кольца I, плотно установленного на валу 2, и неподвижного кольца 3, поджимающегося к подвижному пружинами 4. Между неподвижным кольцом и корпусом 5 имеется вторичный герметизатор 6.

Подвижное кольцо состоит из ступицы 7, охватывающей вал, рабочей части 8, непосредственно взаимодействующей с неподвижным кольцом, из выступов 9, расположениых на нерабочем торце кольца, и

упругой перемычки 10, соединяющей рабочую часть со ступицей.

Уплотнение работает следующим образом. При невращающемся вале (фиг. 2) подвижное кольцо находится в покое, а контактирующая поверхность кольца является плоской, и за счет поджатия пружинами пара колец обеспечивает достаточную герметичность рабочей полости машины, т.е. уплотнение работает как стояночное.

При вращении вала (фиг. 3) подвижное кольцо вращается, а его выступы перемешивают герметизируемую среду. Вследствие появления силы реакции среды возникает момент сопротивления среды Mj, действующей на выступы в направлении, противоположном вращению вала, и изгибающий выступы. Момент, изгибающий выступы, передается на рабочую часть кольца, т.е. выступы жестко связаны с рабочей частью. Возникает деформация рабочй части, и

поверхность контакта приобретает волнистую форму. Вследствие этого возникает гидродинамический клин в паре трения, и уплотнение работает уже как гидродинамичесоккое, что снижает износ колец и тепловыделение в зоне контакта пары трения. При замедлении вращения Мс уменьшается, уменьшаются деформации рабочей части в силу упругости материала и при останове вала исчезают совсем, т.е. поверхность контакта опять становится плоской,

и уплотнение вновь работает как стояночное.

Величина деформации рабочей части

определяется размерами и материалом под-.

вижного кольца, скоростью вращения вала,

плotнocтью герметизируемой среды.

Для нормальной работоспособности уплотнения необходимо, чтобы деформации кольца были упругими и исчезали при остановах вала. Остаточные пластические деформации не позволят добиться необходимой герметичности при отсутствии вращения.

Для повышения чувствительности рабочей части кольца к изгибным деформациям целесообразно располагать выступы в направлении, близком к радиальному, а рабочую часть - соединять со ступицей упругой

перемычкой для снижения влияния недеформируемой ступицы.

Работоспособность уплотнения не снижается при изменении направления вращения вала.

Технико-экономический эффект изобретения заключается в повышении надежности уплотнения и снижении износа колец, а также в уменьшении габаритов уплотнения и в применении одного типа уплотнения в качестве стояночного и динамического.

Sud A развернуто

8

в J

ff

/

(

фи.2

фаг.З

1. КОМБИНИРОВАННОЕ У ПЛОТ НЕНИЕ, содержащее два поджатых друг к другу кольца пары трения, одно из которых вращается, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности при многоцикличной работе и снижения износа колец, на нерабочей поверхности вращающегося кольца выполнены выступы. 2.Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что выступы расположены радиально. 3.Уплотнение по пп. 1 и2, отличающееся тем, что контактирующая часть вращающегося кольца соединена с валом упругой перемычкой. (Л 00 00 ГС 05