Торцовое контактное уплотнение Советский патент 1986 года по МПК F16J15/34 

1

Изобретение относится к энергетическому и химическому машиностроению и может быть использовано в турбинах, насосах и перемешивающих устройствах.

Целью изобретения является повышение герметичности уплотнения за счет поддержания плоскопараллельной формы уплотнитёльной щели при малых зазорах.

На фиг.1 изображена конструкция торцового контактного уплотнения; на фиг. 2 - эпюра сил, действуклдая на кольцо.

На валу 1 укрепляется вращающееся уплотнительное кольцо 2, установленное в обойму 3. Невращающееся уплотнительное кольцо 4 вклеивается в обойму 5. Затем кольца, установленные в обоймах, притираются до неплоскостности менее 0,5 мкм. К обойме 5 и.корпусу 6 узла приваривает- ,ся сильфон 7, который прижимает невращающееся кольцо к вращающемуся. Внутри указанной сильфонной сборки устанавливается втулка 8 с резиновым кольцом 9, которое уплотняет пространство между втулкой 8 и кольцом 4 и резиновым кольцом 10, также уплотнякяцим пространство между втулкой 8 и обоймой 5. Втулка 8 имеет переменное сечение и может перемещаться в осевом направлении. В обойму 5 ввинчивается кольцо 11 с прикрепленной к нему пружиной 12. Пружина кинематически связьшает обойму 5 и втулку 8 и влияет на положение втулки. В пространстве между кольцом, втулкой и обоймой организована камера А запирающей жидкости, соединенная посредством отверстия в кольце 4 с кольцевой канавкой на рабочей поверхности и уплотненная резиновыми кольцами 9, 10 и 13. Кольцевая канавка делит рабочую поверхность на две рабочие дорожки. втулкой 8 и обоймой 5 организована дополнительная камера Б, соединенная при помощи отверстий в обойме 5 и кольце 4 с группой канавок, расположенных на наружной рабочей дорожке кольца, и уплотненная резиновБ1МИ кольцами 10 и 14. Перемещение втулки 8 в осевом направлении ограничено стопорным кольцом 15 и: жесткостью пружины.

Торцовое контактное уплотнение работает следующим образом.

12278812

В начальньй момент времени, после того, как уплотнительные кольца 2 и 4 прижаты друг к другу сильфоном 7, изменяется напряженное состояние ко5 лец, плоскостность рабочих поверхностей нарушается. Положение втулки 8 с резиновым кольцом 9 определяется жесткостьй пружины 12. При этом резиновое кольцо 9 занимает промежуточtO ное положение среди его возможньк положений (осевое перемещение втулки ограничено стопорным кольцом 15 и жесткостью пружины 12 и, как следствие этого, положение резинового коль15 ца 9 ограничено слева сечением кольца, проходящим через центр масс, справа нерабочим торцом кольца). Затем камера А заполняется запирающей жидкостью под давлением на 0,2 МПа

20 большим, чем давление в уплотняемой полости. Одновременно происходит заполнение уплотнитёльной щели и камеры Б. Изменяется силовая схема ак- , сиально-подвижного кольца 4, кольцо

25 подвергается деформации. В результате форма уплотнитёльной щели от кло30

35

40

45

50

55

Iняется от плоскопараллельной, что приводит к понижению герметичности, а следовательно, и надежности. При конфузорной форме уплотнитёльной щели давление в камере Б, соединенной с группой канавок, увеличивается. Изменяется перепад давления, действующий на втулку 8. Втулка перемещается влево, чему способствует также пружина 12. Силовая схема кольца изменяется таким образом, что появляется опрокидывающий момент относительно центра масс кольца, которьй приводит к такой деформации кольца, что происходит восстановление плоскопараллельной формы уплотнитёльной щели. Таким образом, камера Б является чувствительным элементом по отношению к форме уплотнитёльной щели и при отклонении формы щели от плоскопараллельной давление в камере Б изменяется, что приводит к изменению перепада давления, постоянно действующего на втулку. Втулка при этом перемещается, изменяется положение вторичного уплотнения - резинового кольца 9. Это приводит к изменению силовой схемы кольца. Возникает опрокидьшаю- щкй момент относительно центра масс кольца. Кольцо деформируется таким образом, что происходит восстановление плоскопараллельной формы уплотнитёльной щели.

подвергается деформации. В результате форма уплотнитёльной щели

Iняется от плоскопараллельной, что приводит к понижению герметичности, а следовательно, и надежности. При конфузорной форме уплотнитёльной щели давление в камере Б, соединенной с группой канавок, увеличивается. Изменяется перепад давления, действующий на втулку 8. Втулка перемещается влево, чему способствует также пружина 12. Силовая схема кольца изменяется таким образом, что появляется опрокидывающий момент относительно центра масс кольца, которьй приводит к такой деформации кольца, что происходит восстановление плоскопараллельной формы уплотнитёльной щели. Таким образом, камера Б является чувствительным элементом по отношению к форме уплотнитёльной щели и при отклонении формы щели от плоскопараллельной давление в камере Б изменяется, что приводит к изменению перепада давления, постоянно действующего на втулку. Втулка при этом перемещается, изменяется положение вторичного уплотнения - резинового кольца 9. Это приводит к изменению силовой схемы кольца. Возникает опрокидьшаю- щкй момент относительно центра масс кольца. Кольцо деформируется таким образом, что происходит восстановление плоскопараллельной формы уплотнитёльной щели.

Аналогично происходит работа при диффузорной форме уплотнитель- ной щели.

12278814

При вращении вала запирающая жидкость смазьюАет трущиеся поверхности и предохраняет их от контакта.

Центр масс

фиг. 2

Редактор А.Гулько

Составитель И.Пащенко

ТехредИ.Верес Корректор И.Муска

Заказ 2277/38 Тираж 880Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4