Торцовое уплотнение Советский патент 1988 года по МПК F16J15/34 

Г2

Срив.)

Изобретение относится к насосо- строению и компрессоростроению, в частности, к торцовым уплотнениям вращающихся валов, и может быть использовано в конструкциях, требующих обеспечения гидрозатвора при изменениях давления уплотняемой среды.

Цель изобретения - повышение надежности торцового уплотнения при продолжительных изменениях давления уплотняемой среды за счет непрерывного поддержания наименьшего перепада давлений на уплотнительном кольце и снижения износа контактной пары.

На фиг. 1 изображена конструкция торцового уплотнения, положение уп- лотнительных колец при повышенных значениях давления уплотняемой среды на фиг. 2 - то же, при низких значениях давления уплотняемой среды; на фиг. 3 - то же, с иным использованием элементов узла.

Торцовое уплотнение состоит из корпуса 1, вращающегося и невращающегося аксиально подвижных уплотнитель ных колец 2 и 3. Уплотнительное кольцо 3 образует с корпусом 1 замкнутую кольцевую полость 4 и снабжено осевым каналом 5, сообщающим полость 4 с канавкой 6 на рабочей торцовой поверхности кольца 3. На поверхности корпуса 1 выполнено отверстие 7 для подачи затворной жидкости в месте сопряжения его с невращающимся уплот нительным кольцом 3, которое выполнено с дроссельным устройством в виде калиброванных радиальных отверстий 8 и 9, соединяющих поверхность коль- ца с его осевым каналом 5. Калиброванное радиальное отверстие может быть соединено с канавкой 10.

В корпусе I выполнено также дроссельное отверстие 11, сообщающее кольцевую полость 4 и низконапорную часть системы затворной жидкости. Для предварительного взаимного прижатия уплотнительных колец в кольцевой Камере установлены упругие элементы 12.

Торцовое уплотнение работает следующим образом.

При максимальной величине давления уплотняемой среды Р,. , за счет разности гидравлически нагруженных площадей, уплотнительные кольца 2 и 3 перемещаются в сторону полости 4 и занимают крайнее правое положение (фиг. 1). Через отверстия 7 и 8

Г

0

5

0

5

0

5

0

5

и осевой канал в кольцевую полость 4 и канавку 6 на рабочем торце кольца 3 подводится затворная жидкость с максимальным давлением Р,„a«c превышающим давление Рп. Калиброванное радиальное отверстие 8 обеспечивает минимальный расход затворной жидкости из условия необходимого теплоот- вода и обеспечения устойчивого давления PJ в системе гидрозатвора.

Уменьшение давления среды, например, при включении в работу гидродинамического импеллерного уплотнения или при изменении технологического режима, вызывает нарушение баланса осевых сил, действующих на. аксиально подвижные кольца 2 и 3. Оба кольца перемещаются под действием давления в кольцевой полости 4 (фиг. 1) и занимают положение, при котором калиброванное отверстие 8 частичнр перекрывается поверхностью корпуса 1. Уменьшение проходного сечения отверстия 8 создает дополнительное сопротивление течению затворной жидкости. Давление в кольцевой полости 4 снижается до своего минимального значения Р длин

Дроссельное устройство для улучшения регулировочных характеристик может быть выполнено в виде ряда калиброванных отверстий, например, двух (8 и 9), проходные сечения каждого из которых уменьшаются при приближении их расположения к кольцевой полости 4. Причем, отверстие 9 располагается так, чтобы оно открывалось при полном перекрытии отверстия 8. Соотношение проходных сечений капиб- рованнь|х радиальных отверстий подбирается таким образом, чтобы на всех режимах Ьбеспечнвался наименьший перепад давления между затворной жидкостью и уплотняемой средой.

Для повышения устойчивости режимов регулирования давления в системе гидрозатвора и их оптимизации калиброванное радиальное отверстие может быть дополнительно соединено с канавкой 10 на наружной цилиндрической поверхности кольца 3 (фиг. З). Сечение канавки 10 уменьшается в сторону кольцевой полости 4. Это позволяет более плавно регулировать давление затворной жидкости в полости 4 и канавке 6 в зависимости от изменения

давления уплотняемой .среды Р,

Г

Форму Л а изобретения

1. Торцовое уплотнение, содержащее вращающееся и невращающееся аксиально подвижные уплотнительные кольца, последнее из которых подпружинено и установлено в цилиндрической расточке корпуса с образованием замкнутой кольцевой полости, гидравлически связанной с системой подачи затворной жидкости, и выполнено с осевым каналом, сообщающим кольцевую полость с канавкой на рабочей торцовой поверхности кольца, отличающееся тем, что, с целью повьппения надежности уплотнения при продолжительных изменениях давления уплотняемой среды, на поверхности корпуса выполнено отверстие для подачи затворной жидкости в месте сопряжения его с невращающимся уплот- нительным кольцом, в котором выпол0

5

0

нено дроссельное устройство в виде, по крайней мере,одного калиброванного радиального отверстия, соединяющего цилиндрическую поверхность кольца с его осевым каналом.

2.Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что проходное сечение каждого из калиброванных радиальных отверстий уменьшается по мере приближения его к Кольцевой полости.

3.Уплотнение по п. 1, о т.л и - чающееся тем, что между осевым каналом и калиброванным радиальным отверстием на цилиндрической поверхности невращающегося кольца выполнена канавка, сечение которой уменьшается в сторону кольцевой полости, при этом участок с наибольшим сечением канавки сопряжен с калиброванным радиальным отверстием.

Изобретение относится к области насосостроения и компрессоростроения, в частности к торцовым уплотнениям вращающихся валов, и может быть использовано в конструкциях, требующих обеспечения гидрозатвора при изменениях давления уплотнительной среды, и позволяет повысить надежность уплотнения. Уплотнительное кольцо 3 образует с корпусом 1 замкнутую кольцевую полость 4 и вьтолнено с осевым каналом 5, сообщающим полость 4. с канавкой 6 на рабочей торцовой поверхности кольца 3. На поверхности корпуса 1 выполнено отверстие 7 для подачи затворной жидкости в месте сопряжения его с невращающимся уплотни- тельным кольцом 3. В кольце 3 выполнено дроссельное устройство в виде калиброванных радиальных отверстий 8 и 9, соединяющих поверхность кольца с его осевым накалом 5. Уменьшение проходного сечения отверстия 8 при изменении процесса работы создает дополнительное сопротивление течению затворной жидкости, и давление в кольцевой полости 4 снижается до своего минимального значения, чем и обеспечивается поддержание минимального перепада на уплотнительном кольце. 2 3.п. ф-лы, 3 ил. «е (Л

//

дуи.э