Торцовое уплотнение Советский патент 1984 года по МПК F16J15/34 

2. Уплотнение по п. 1, о т л и - чающееся тем, что регулируемое заборное устройство выполнено в виде трубки, установленной одним концом в перепускном канапе, при этом второй конец срезан под углом к ее оси и ориентирован срезом в сторону врап;ения кольца.

1124

148,

3. Уплотнение по п. 1, о т.л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности регулировки уплотнения в процессе эксплуатации, заборное устройство вьшолнено в виде отгибаемых лепестков с возможностью изменения ширины захвата этого устройства.

1. ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее KoHTaKTHpyronjHe между собой .уплотнительные кольца, одно из которых подвижное в осевом направлении. /5 а другое - вращающееся с перепускными каналами, соединяюйщми тыльную сторону кольца с поверхностью трения, отличаю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем улучшения теплоотвода с поверх ности трения, на торцовой поверхности трения вращающегося кольца выполнена кольцевая коллекторная система с радиальными или спиральными канавками, сообщающими выход перепускных каналов с периферией упомянутого кольца, при этом на входе пеpenycKiibK каналов установлено регулируемое заборное устройство. (Л Й/г./

Изобретение относится к уплотнениям вращающихся валов, в частности к торцовым уплотнениям с саморегулируемым зазором для обеспечения режима жидкостного трения, и может быть использовано в насосах, компрессорах, турбинах, газотурбинных двигателях и т.п. устройствах.

Известны торцовые уплотнения с подачей затворной жидкости от специальных устройств через питающие каналы в отдельные камеры или в коль цевой коллектор (канавку.), выполнен ные на торцовой рабочей поверхно ти одного из колец. При этом камеры или кольцевой коллектор разделяют рабочую поверхность кольца на два уплотнительных пояска для создания жидкостного клина, в зоне которых затворная жидкость подается -под давлением, превьшающим уплотняемое давление L1.

Недостатком известного устройства является то, что камеры соединены питающими каналами со специальным устройствами для подачи жидкости в них под давлением, при этом рабочие полости камер практически являются непроточными, т.е. жидкость через ни ие прокачивается (если не считать незначительных утечек, допускаемых при работе упоютнений) .

Известны кольцевые уплотнения, включающие неподвижное и подвижное кольца пары трения, на одном из которых вьшолнепы отверстия, соединяющие тыльную сторону кольца с поверхностью трения, при этом отверстия выполнены в подвшсиом кольце с наклоном в сторону его вращения и под углом 0-75° к плоскости, перпендикулярной от вала, и соединяют тыльную сторону кольца с выполненной на

поверхности трения цековкой под углом, меньшим, чем угол, образован.ный осью отверстия и торцовой поверхностью подвижного кольца С2.

Недостатком этого уплотнения явлйется то, что в отверстиях и цековках могут скапливаться твердые частицы, попадающие с жидкостью, которые, действуя как абразив, могут привести к преждевременному износу и повреждению рабочих поверхностей. Кроме того, жидкость, находясь в цековках в процессе работы, будет разогреваться от поверхности трения,

. частично переходя в газообразное состояние. Это может привести к резкоку возрастанию давления в цековках, а образовавшиеся пузырьки газа при этом, прорываясь между контак тирующими поверхностямиуплотнения, могут вызвать вибрацию его элементов что приведет к разрушению уплотнения и потере его герметичности, особенно при уплотнении воды, керосина, жидкого кислорода и других маловязких жидкостей,

Цель изобретения - повышение на-, дежности путем улучшения теплоотвода

.с поверхности трения.

Указанная цель достигается тем, что в торцовом уплотнении, содержащем ко1 тактнрующие между собой уплотнительные кольца, одно из которых подвиасное . в осевом направлении, а другое - вращающееся с перепускнь& г каналами, соединяюш.ями тьшьную сторону кольца с поверхностью трения, на торцовой поверхности трения вращающегося кольца выполнена кольцевая коллекторная система с радиальными или спиральными канавками,

,сообщающими выход перепускных канало.в с периферией упомянутого кольца, при этом- на входе перепускньк каналов установлено регулируемое заборное устройство. Регулируемое заборное устройств выполнено в виде трубки, установлен ной одним концом в перепускном кана под углом к ее оси и ориентирован срезом в сторону вращения кольца. С целью обеспечения возможности регулировки уплотнение заборное устройство выполнено в виде отгибаемых лепестков с возможностью изменения ширины захвата этого устройства.. На фиг. 1 показано устройство, разрез, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез В-Б на фиг.2; на фиг. 4 и 5 - варианты регулируемъгх заборных устройств. Уплотнение состоит из корпуса 1, подвил ного в осевом направлении кол ца трения 2, установленного через вторичное уплотнение 3 в корпус 1. Вращаю1чвеся кольцо 4 установлено на валу 5 через вторичное уплотнение 6 и зафиксировано винтом 7. Штифты 8 удерживают кольцо 2 от проворота, а пружины 9 поджимают его к вращающемуся кольцу 4. В последнем выполнены перепускные каналы 10, соединяющие тьшьную сторону указанного кольца с его периферией через кольцевую коллекторную систему, которая выполнена на его торцовой рабочей поверхности и состоит из кольцевой канавки 11 и канавок 12. Канавки 12 могут быть как радиальньми, так и спиральными, причем спирали закруче ны против направления вращения коль ца 4. Вдоль канавок 12 на опорных площадках 13 выполнены уклоны 14, направленные в сторону вращения кол ца 4. Перепускные каналы 10 наклонены под углом о- к оси вршцения и под углом р-в сторону вращения коль ца. На входе в перепускные каналы па кольце 4 выполнено заборное устройство 15, представляющее из себя оурт, ограничивающий кольцевую каме ру. Такая конструкция целесообразна когда полость 16 неполностью заполн ла жидкостью, например, как в опора ГТД, куда она подается специальными 84 орсунками (не показано), затем эта жидкость откачивается, охлаждается и впрыскивается вновь. В устройствах, где полость 16 полностью заполнена жидкостью, заборные устройства могут быть иного вида для каждого канала 10 (фиг. 4 и 5). В этом случае их вьтолняют в виде трубок, установленных одним концом в каналах 10, второй конец выступает над тыльной стороной кольца и срезан под углом к ее оси и ориентирован срезом в сторону вращения кольца. Кроме того, площадь заборной части устройства 1 можно регулировать не только изненением угла у , но и при помощи лепестков 18 и 19, для чего трубку, из которой изготовлена заборная часть, надрезают параллельно тыльной стороне колыда 4 и вдоль ее оси со стороны забора жидкости, а лепестки 18 и 19 отгибают в разные стороны. Уплотнение работает следующим образом. При остановленном вале герметизация осуществляется давлением среды и силой пружин 9. При вращении вала 5 жидкость из полости 16 через перепускные каналы 10 и кольцевую коллекторную систему на рабочей поверхности вращающегося кольца 4 прокачивается снова в полость 16, интенсивно охлаждая поверхность трения и препятствуя ее нагреву. При этом за счет уклонов 14 уплотнение работает и гидродинамртческом режиме трения. Ресурс и надежность работы торцового уплотнения увеличивается. Величина прокачки через перепускные каналы 10 и кольцевую коллекторную систему зависит от частоты вращения вала 5, диаметра кольца 4, углов Л и наклона каналов 10, а также геометрии коллекторной системы и заборных устройств. Окончательно указанные параметры устанавливаются при доводке уплотненияi Таким образом, предлагае.мое уплотнение позволяет увеличить надежность и ресурс в результате улучшения теплоотнода с поверхности трения.

6-6 5gvs s gc O S Vvs

te.J