Торцовое уплотнение Советский патент 1985 года по МПК F16J15/34 

Изобретение относится к уилотнительной технике, в частности к устройствам для 1ерметизации вращающихся валов.

Целью изобретения является повышение надежности и герметичности, путем образования дополнительного гидродинамического радиального уплотнения.

На чертеже изображено предлагаемое уплотнение.

Торцовое уплотнение-содержит корпус Г, в котором установлен вал 2, аксиально подвижное кольцо 3 и вращающееся кольцо 4, каждое из которых запрессовано в металлическую обойму, состоящую из жестко соединенных по торцам колец 5, 6 и 7, 8 из материалов с разными коэффициентами температурного расщирения. Причем коэффициент температурного расширения колец 5 и 7 больше, чем колец 6 и 8. На корпусе 1 и валу 2 жестко установлены диски 9 и 10 с осевым зазором 11. Во вращающемся диске 10 со стороны осевого зазора 11 выполнены радиальные пазы 12, в которых установлены лопатки 13 с возможностью поворота на осях 14, причем оси 14 смещены к зоне контакта с рычажными механизмами .15, закрепленны.ми одним концом 16 на диске 10, установленном на валу, средней частью 17 контактирующие с вращающимся кольцом 5 металлической обоймы с паибольшим коэффициентом температурного расширения, а другим концом 18 контактируют с торцовой поверхностью лопаток. .-Хксиально подвижное кольцо 3 прижимается к подвижному кольцу 4 с помощью сильфона 19.

Уплотнение работает следующим образом.

При отсутствии вращения вала 2 и при малых частотах вращения герметизация осуществляется контактным полукольцом 3 торцового уплотнения. При этом уплотнительпые поверхности вращающегося 4 и аксиально подвижного 3 колец, притертые до вы:

сокой степени чистоты, прижимаются друг к другу с помощью сильфона 19. Образуется уплотнительная щель,разделяющая полости с уплотняемой и запирающей средами. В

уплотнительной щели при вращении формируется тонкий слой жидкости, который смазывает рабочие поверхности и предохраняет их от повреждений, а также препятствует перетечкам жидкостей из одной полости в другую. Уплотнительные кольца 3 и 4

запрессованы в металлические обоймы, состоящие из титановых 6 и алюминиевых 5 колец. При определенной температуре с помощью притирки обеспечивается плоскостность уплотнительных поверхностей.

При повыщении частоты вращения вала 2 растет температура в обойме, изготовленной из разнородных материалов, имеющих различные коэффициенты температурного расширения по длине запрессовки, что с одной стороны обеспечивает неравномерный

0 натяг и возникает изгибающий момент относительно центра масс сечения кольца 4, благоприятствующий сохранению плоскостности рабочей поверхности колец 3 и 4, ас другой стороны приводит к увеличению диаметра кольца 5, которое через рычажный

5 механизм 16 выдвигает лопатки 13 из пазов 12 диска 10. Высота лопаток 13, выступающих из пазов 12, увеличивается и при этом лопатки 13 образуют с диском 9 импеллерное гидродинамическое уплотнение, обеспечивающее герметизацию вала.

При максимальной частоте вращения вала 2, когда происходит интенсивный износ колец 3, 4 и повышение их температуры, вызывающие раскрытие стыка колец 3, 4 2 и нарушение герметичности торцового уплотнения, герметизация вала 2 полностью обеспечивается гидродинамическим импеллерным уплотнением, образуемым лопатками 13 и диском 9.

ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее корпус, в котором установлен вал и два кольца, аксиально подвижное и вращающееся, каждое из которых занрессова- но в металлическую обойму, состоящую из нескольких жестко соединенных по торцам колец из материалов с разными коэффициентами температурного расижрения, причем коэффициент температурного расширения колец, составляющих металлическую обойму, увеличиЕ ается в направлении уплотнительнои поверхности, огличаюи(сся тем, что, с целью повыщепия надежности г ч |iметичности путем образования доно.пп , ного гидродинамического радиальнок Mi.ioi нения при заданной температура торшнячм уплотнения, на корпусе и валу жосткс с тановлены с осевым зазором меж.и соГии два диска, иричем во вращаюнге.мся лиске со стороны осевого зазора вьпюлнены радиальные пазы, Ei которых установлены с возможностью поворота на осях лопатки, при этом уплотнение снабжено рычажнь,1ми механизмами, закрепленны.ми одним концом на диске, установленном на валу, средней частью контактирующие с вращающимся кольцом .металлической обоймы с наибол1 П1ИМ коэффициентом темпе|)атурного расширения, а другим концом ко}1тактируют с (О торцовой поверхностью лопаток, причем оси, (Л на которых установлены лопат)и, смещены к зоне контакта с рычажными механизмами.