Торцовое уплотнение Советский патент 1987 года по МПК F16J15/34 

Изобретение относится к уплотни- тельной технике и может быть использовано для повышения экономичности и надежности торцовых контактных уплотнений.

Целью изобретения является уменьшение суммарных потерь энергии в торцовом уплотнении за счет уменьшения дискового трения.

На чертеже показано предлагаемое уплотнение.

Торцовое уплотнение содержит вра- щаюш,ееся кольцо 1 трения, закрепленное в обойме 2, установленной на вао

лу 3, и прижатое сильфоном 4 к невращающемуся кольцу 5 трения, которое закреплено в обойме 6.

Корпус 7 обр.азует с цилиндрическими поверхностями элементов уплотнения проточную кольцевую полость. Устройство для охлаждения зоны трения выполнено в виде тепловой трубы и состоит из испарителя 8, транспортной зоны 9 и конденсатора 10. Испаритель 8 соединен с поверхностью не- вращающегося кольца 5 трения, прилегающей к поверхности трения торцового уплотнения.

Конденсатор 10 выполнен кольцевы и, закреплен на внутренней цилиндрической стенке корпуса концентрично вращающимся элементам уплотнения.

Уплотнение работает следующим образом.

В уплотняемой полости создается давление. Кольца 1 и 5 трения прижимаются друг к другу силами упругости сильфона 4 и гидростатического перепада давления. Торцовые уплот- нительные поверхности колец 1 и 5 трения образуют уплотнительную щель в которой при вращении вала 3 формируется слой смазки и происходит дрола -выделяется в зоне трения, тем зна чительнее уменьшение дисковых по- терь.

селирование жидкости в атмосферу.При 45 IBOFO трения. Причем чем больше теп- вращений вала происходит трение торцовых уплотнительных поверхностей колец 1 и 5 трения, при этом генери-. руется тепло (например,для торцового уплотнения, имеющего R 840 мм, 50 п 3000 об/мин, f 0,1, N и 40- 90 кВт), которое в известной схеме уплотнения приводит к нежелательному разогреву колец и термодеформациям, что понижает герметичность 55 устройства.

Основной тепловой доток движется по направлению наименьшего термического сопротивления, Б предлагаемом

Формула изобретения

Торцовое уплотнение, содержащее корпус, вращающееся и невращающееся кольца трения, устройство для охлаждения зоны трения в виде тепловой трубы, включающей в себя испаритель и конденсатор, отличающееся тем, что, с целью уменьшения.

5

0

0

уплотнении наименьшим термическим сопротивлением (на порядок ниже,чем- термическое сопротивление колец) обладает испаритель 8 тепловой трубы, куда и устремляется большая часть генерирующегося в паре трения тепла. Меньшая часть тепла, идущая на нагрев колец трения, снимается прокачиваемой запирающей жидкостью. При линейной скорости цилиндрических поверхностей уплотнения более 10 м/с потери энергии на дисковое трение достигают 30% от энергии, выделяющейся в паре трения, а при 40-50 м/с потери энергии на дисковое трение ясидкости о вращающиеся элементы уплотнения начинают превышать потери энергии при трении торцовых уплотни- тельных поверхностей.

Основной тепловой поток поглощается испарителем 8 тепловой трубы и далее через транспортную зону 9 поступает в конденсатор 10. Температура поверхности конденсатора 10 выше температуры охлаждающей жидкости 40- 60 С). Вследствие теплоотдачи температура слоя жидкости на поверхности конденсатора повышается на 20-50 С. При этом ее вязкость уменьшается в 1,2-2 раза. Это приводит к увеличению окружной скорости ядра жидкости относительно корпусных деталей, что вызывает уменьшение потерь энергии на дисковое трение на 5-15% (из 5 формулы для расчета потерь энергии на дисковое трение следует, что изменение коэффициента вязкости пропорционально изменению дисковых потерь) .

Следует отметить, что уменьшение дисковых потерь осуществляется на любом режиме работы и достигает 15% по сравнению с устройствами, в которых нет механизма уменьшения диско0

5

ла -выделяется в зоне трения, тем чительнее уменьшение дисковых по- терь.

IBOFO трения. Причем чем больше теп-

IBOFO трения. Причем чем больше теп-

Формула изобретения

Торцовое уплотнение, содержащее корпус, вращающееся и невращающееся кольца трения, устройство для охлаждения зоны трения в виде тепловой трубы, включающей в себя испаритель и конденсатор, отличающееся тем, что, с целью уменьшения.

312817984

потерь энергии путем снижения дис- с поверхностью трения, а конденса- кового трения, испаритель тепловой тор расположен с внутренней стороны трубы расположен на поверхности не- корпуса, концентрично кольцам тре- вращающегося кольца трения, смежной ния.

Изобретение относится к угшот- нительной технике и может быть использовано для повышения экономичности и надежности торцовых уплотнений в машиностроении. Целью изобретения является уменьшение потерь энергии в торцовом уплотнении за счет уменьшения дискового трения. Тепло, выделяемое от трения колец 1 и 5,отводится из зоны трения с помощью тепловой трубы, содержащей испаритель 8, транспортную зону 9 и конденсатор 10. Тепловой поток по тепловой трубе поступает на конденсатор 10, расположенный на внутренней поверхности корпуса 7 концентрично кольцам трения. Вязкость слоя жидкости, прилегающего к конденсатору 10,умень шается вследствие теплоотдачи от конденсатора 10. Уменьшение вязкости приведет к увеличению окружной скорости ядра жидкости относительно Q корпуса 7 и снижению диского трения ® вращающихся деталей. 1 ил. (Л W ю 00 ОО