Торцовое уплотнение вала Советский патент 1988 года по МПК F16J15/34 

j-,

СлЭ

со

00

со

Coca за счет утечек жидкости из выемок 12 в уплотняемую полость. При этом торцовое уплотнение работает как гидростатическое без контакта кольца 3 и крьшки 2, При составном

уплотнительном кольце насосные элементы выполнены на отдельном подвижном кольце, поэтому их отжим от крьпп- ки 2 не сопровождается отжимом другого кольца. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к уппот- нитёльной технике, а именно к торцовым уплотнениям валов. Целью изобре- тения является повьшение герметичности и ресурса торцового уплотнения за счет разгрузки торцового уплотнения от давления жидкости и эффективной смазки и охлаждения трущейся пары. При вращении кольца 3 вместе с валом 1 жидкость из уплотняемой полости 9 по дроссельному каналу В поступает в канавку 7 и далее через каналы в выемки 10 и 12. Перегородки, как лопасти на вращающемся кольце, увлекают жидкость в вихревое движение вдоль выемок 12. В начале выемок 12 по ходу вращения вала образуются полости всасывания вихревого насоса, а в конце - полости нагнетания. Благодаря дросселирующему действию канала 8 давление в канавке 7 становится значительно (примерно на величину напора вихревого насоса) ниже давления в уплотняемой полости 9 и даже ниже давления в полости 15, что исключает утечки через поясок торцового уплотнения и повышает ресурс его работы. При выполнении с каналами вьшеденными наружу крышки возможно подключение к торцовому уплотнению внешнего охлаждения. При выполнении крышки с глухими концами выемок в.ихревой насос развивает максимальный напор, который отжимает вращающееся уплотни- тельное кольцо 3 от крышки до тех пор, пока между ними не возникнет зазор, снижающий напор вихревого на(Л

1

Изобретение относится к уплотни- тельной технике, а именно к торцовым уплотнениям валов.

Цель изобретения - повьшение герметичности и ресурса торцового уплотнения за счет разгрузки торцового уплотнения от давления жидкости и эффективной смазки и охлаждения трущейся пары.

На фиг. 1 изображено торцовое уплотнение, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - разрез Б-Б на фиг. 1v на фиг. 4 - крышка, канал выведен наружу крышки; на фиг. 5 - то же, с глухими концами выемок; на фиг. 6 - торцовое уплотнение, разрез, при исполнении с составным вращающимся уплотнительным кольцом.

Торцовое уплотнение вала 1 содержит неподвижную крьпнку 2, вращающееся, уплотнительное кольцо 3, пружины 4, ведущие штифты 5, вспомогательное неподвижное уплотнение 6, кольцевую канавку 7 на рабочем торце крыщки, соединенную через дроссельный канал 8 с уплотняемой полостью 9, и насосные элементы в виде выемок 10, разде ленных перегородками 11 на вращающем ся кольце. На торце крышки выполнены ответные выемки 12,, начала которых соединены каналами 13 с кольцевой канавкой 7, а концы - каналами 14 с уплотняемой полостью 9. Кольцевая ка навка 7 отделена от полости 15 низкого давления перег щкой 16. Вращающееся уплотнительное кольцо 3 может быть выполнено составным из двух кон центрично расположенных колец 17 и 18 с кольцевым зазором 19, выполняющим функцию дроссельного канала, причем диаметр сопряжения колец на торце выполнен равным среднему диаметру канала на крышке. Оба кольца

10

15

подвижны в осевом направлении и прижаты к крьщ1ке 2 пружинами 20.

Торцовое уплотн ение работает следующим образом.

На неподвижном вале 1 работа торцового уплотнения не отличается от обычной. Герметичность достигается за счет прижима уплотнительного кольца 3 к крьшке 2 силами пружины 4 и наличия вспомогательного уплотнения 6. Перемычка 16 герметично отделяет уплотняемую полость 9 от полости 15 низкого давления..

При вращении кольца 3 вместе с валом 1 жидкость из уплотняемой цо- лости 9 по дроссельному каналу 8 поступает в канавку 7 и далее через каналы 13 в выемки 10 и 12. Перего- 20 родки 11, как лопасти на вращающемся кольце, увлекают жидкость в вихревое движение вдоль выемок 12. В начале выемок 12 по ходу вращения вала образуются полости всасывания вихревого насоса, а в конце - полости нагнетания. Благодаря дросселирующему действию канала 8. давление в канавке 7 становится значительно (примерно на величину напора вихревого насоса) ниже давления в уплотняемой . полости 9 и даже ниже давления в полости 15, что исключает утечки через поясок торцового уплотнения и повышает ресурс его работы.

При исполнении с каналами 14, выведенными наружу крьщ1ки, возможно подключение к торцовому уплотнению внешнего охлаждения. При этом охлаждающая жидкость подается в канавку д0 7, обеспечивая эффективное охлаждение торцового уплотнения и увеличение ресурса его работы.

При исполнении крышки с глухими концами выемок вихревой насос разви- 1с вает максимальный напор, который отжимает врар1ающееся уплотнительное

25

30

35

кольцо 3 от крьппки до тех пор, пока .между ними не возникнет зазор, снижающий напор вихревого насоса за счет утечек жидкости из выемок 12 в уплотняемую полость. При этом тор- цое уплотнение работает как гидростатическое без контакта кольца 3 и крьппки 2f t.e. с минимальным износом и повышенным ресурсом.

При составном уплотнительном кольце насосные элементы выполнены на отдельном подвижном кольце 18, поэтому их отжим от крьппки 2 не сопровождается отжимом кольца 17, что способствует высокой герметичности торцового уплотнения и исключает возможность подсоса среды из полости 15 низкого давления.

Формула изобретения

образованы на рабочем торце вращающегося уплотнительного кольца полу- тороидальными или полуцилиндрическими выемками, разделенными перегородками, причем оси выемок ориентированы вдоль периметра кольца, и расположенными против них на ответном торце крышки аналогичными выемками, в -начале и конце которых по направлению вращения вала выполнены каналы, соединяющие концы выемок с уплотняемой полостью, а начала - с выполненной со стороны полости низкого давле- ния кольцевой канавкой.

вращающееся уплотнительное кольцо выполнено составным из двух концентрич- но расположенных с возможностью осе- вого перемещения друг относительно друга колец,причем диаметр сопряжения между ними на рабочем торце выполнен равным среднему диаметру кольцевого канала на крышке.

/Z7

77

rvf

ф1/г.1

Ц)и2.

фиг. 5

12

/«

т

фие.

1Z

20

17