Торцовое уплотнение Советский патент 1985 года по МПК F16J15/34 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в насосах и турбинах, работающих в агрессивных средах при изменяющемся тепловом режиме.

Цель изобретения - повышение надежности торцового уплотнения при работе в условиях меняющегося теплового режима пары трения за счет использования уплотняемой среды для охлаждения уплотнения.

На чертеже схематично изображено торцовое уплотнение.

На валу 1 укреплено вращающееся уплотнительное кольцо , к которому сильфонами прижаты два аксиально-подвижных и концентрично расположенных кольца 3 и 4. Часть кольцевой полости между кольцами- камерами 5 заполнена жидким металлом (например, ртутью или эвтектикой). Камера 5 ограничена капиллярными уплотнениями 6, которые предотвращают утечку жидкого металла. В кольце 4 выполнено отверстие 7, сообщающее полость 8 между сильфонами с канавкой 9 на поверхности колец 3 и 4.

Торцовое уплотнение работает следующим образом.

Вместе с валом 1 вращается уплотнительное кольцо 2, к которому прижаты сильфонами кольца 3 и 4. Между кольцом 2 и кольцами 3 и 4 образуется уплотнительная щель, в которую через отверстие 7 и канавку 9 под давлением, превышающим давление уплотняемой среды, из полости 8 подается запирающая жидкость. При вращении в щели формируется слой смазки, который

предохраняет торцовые поверхности от контакта.

Теплоотвод от пар трения осуществляется прокачкой уплотняемой среды.

Тепло, генерируемое в наружной паре трения, отводится к уплотняемой среде через кольцо 3 и вращающееся кольцо 2. Теплоотвод от внутренней пары трения осуществляется через кольца 3, 4 и 2 и слой жидкого металла в камере 5. Как правило уплотнительные кольца изготавливаются из материалов с высокой теплопроводностью, а запирающая среда, как правило, имеет низкую теплопроводность. Поэтому для уменьшения термического сопротивления часть кольцевой полости между кольцами 3 и 4 (камеру 5) заполняют жидким металлом с высоким коэффициентом теплопроводности. Таким образом, становится возможным охлаждение внутреннего кольца 4 уплотняемым материалом, что и позволяет отказаться от охлаждения запирающей жидкостью. Ввиду малой смачиваемости и благодаря капиллярным уплотнениям 6 жидкий металл удерживается в камере 5. При увеличении вибрации уплотнения часть жидкого металла выдавливается в капиллярное уплотнение 6, что и повышает демпфирующую способность узла. Таким образом, уменьшается утечка при повышении вибрации.

Так как во многих случаях температура уплотняемой среды достаточно низка, то

Q ее можно использовать для охлаждения уплотнения.

ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее вращающееся уплотнительное Уплотня емая полосттгь кольцо и два концентрично расположенных и аксиально-подвижных уплотняющих кольца, образующих между собой кольцевую полость и поджатых к вращающемуся, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности при работе в условиях меняющегося теплового режима пары трения, в кольцевой полости между аксиально-подвижными кольцами размещают жидкий ме-талл. Запирающая среаа