Торцовое уплотнение Советский патент 1989 года по МПК F16J15/34 

4ib

сл

со сх со

Изобретение относится к уплотнениям вращающихся валов, а более конкретно к торцовым уплотнениям с саморегулируемым зазором для обеспечения режима жидкостного трения при повышенной герметичности уплотнения, и может быть использовано в насосах, компрессорах, турбинах, ДВС и других подобных устройствах.

Цель изобретения - расширение эксплу атационных возможностей торцового уплотнения путем обеспечения оптимальных условий для поддержания гидравлического клина в условиях изменяющихся рабочих режимов.

На чертеже показано устройство, разрез.

Торцовое уплотнение состоит из корпуса 1, подвижного в осевом направлении кольца 2, установленного в корпусе 1 через вторичное уплотнение 3, поджатого волнистой пружиной 4, зафиксированного от поворота штифтом 5 и армированного электродами 6. Вращающееся кольцо 7 установлено на валу 8 через вторичное уплотнение 9 и зафиксировано от перемещений винтом 10. На рабочих поверхностях колец трения 2 и 7 выполнены концентрические канавки 11, а в кольце 7 под острым углом к его нерабочему торцу в сторону вращения - отверстия 12, соединяющие тыльную сторону кольца 7 с концентрической канавкой 11. Электроды 6 подсоединены к выходу блока управления 13, подключенному к источнику питания 14, положительный полюс которого связан с корпусом, связанному с датчиком механических колебаний 15, например, аксельрометром, который жестко закреплен на кольце 2 и ориентирован вдоль его оси.

Устройство работает следующим образом.

При вращении вала 8 через отверстие 12 в затворную Kaiviepy, образованную концентрическими канавками 11, поступает из уплот- нительной полости затворная жидкость, которая электролизуется электродами 6, подключенными к выходу блока управления 13. Одновременно электризуется поверхность трения колец 2 и 7. Возникающие при этом электростатические силы препятставуют просачиванию затворной жидкости между кольцами трения в сторону вала. Обмен жидкости через затворную камеру происходит за счет насосного эффекта, создаваемого отверстиями 12, и центробежных сил, вытесняющих затворную жидкость на периферию уплотнения. Электризованная жидкость разряжается на корпус 1, подключенный к положительному полюсу источника постоянного тока 14.

Аксельрометр 15 преобразует механические колебания в электрические, поступающие в блок управления 13, пропорционально которым блок управления модулирует постоянное напряжение источника питания

14 и подает модулированное напряжение на электроды 6. При превыщении допустимого уровня колебаний, подаваемых с аксельро- метра 15, блок управления 13 изменяет амплитудно-фазовые характеристики модулируемого напряжения, тем самым оптимизируя процесс механических колебаний, позволяющий поддерживать гидравлический клин между кольцами трения 2 и 7.

Жесткость волнистой пружины, форма концентрических канавок, образующих затворную камеру, а также угол заточки электродов, их количество, характеристики блока управления и датчика механических колебаний, напряжение источника питания выбираются в зависимости от конструктивного исполнения уплотнения, режимов его работы

и свойств уплотняемой жидкости.

Формула изобретения

0

Торцовое уплотнение преимущественно для неэлектропроводных жидкостей, содержащее корпус, кольца пары трения, выполненные из неэлектропроводного материала с концентрическими канавками на рабочих гю- верхностях - вращающиеся с каналами для подачи уплотняемой жидкости в зону трения и невращающееся, подвиж-ное в осевом на- правлении армированное электродами, соединяющими канавку на его рабочей по- верхнбсти с отрицательным полюсом источника питания, положительный полюс которого связан с корпусом уплотнения, отли0 чающееся тем,, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, на нерабочей стороне невращающегося кольца пары трения закреплен и ориентирован вдоль его оси датчик механических колебаний, а между электродами и источником питания введен

5 блок управления, сообщенный с датчиком механических колебаний.

// / 5 f

Изобретение относится к уплотнениям вращающихся .валов, может быть использовано в насосах, компрессорах, турбинах, двигателях внутреннего сгорания подобных устройств и позволяет расширить эксплуатационные возможности торцового уплотнения, путем обеспечения оптимальных условий для поддержания гидравлического клина в условиях изменяющихся рабочих режимов. В торцовое уплотнение, работающее в условиях изменяющихся рабочих режимов, в электрическую цепь между электродами и источником питания введен блок управления, подключенный к датчику механических колебаний, закрепленному на нерабочей стороне невращающегося кольца и ориентированному вдоль его оси. 1 ил.