Уплотнение вала Советский патент 1992 года по МПК F16J15/44 

(Л

С

Изобретение относится к уллотнитель- ной технике, в частности к уплотнениям вращающихся валов. Цель изобретения повышение надежности уменьшения утечек и осевых габаритов. Уплотнение Содержит корпус 1, уплотняемую полость А, установленное в корпусе 1 плавающее кольцо 2. образующее с валом уплотнительный радиальный зазор и снабженное кольцевым пояском 4 с торцевой уплотняющей поверхностью Б. На наружной поверхности плавающего кольца 2 выполнен конус В, а торцовая уплотнительная поверхность Б образована радиусом г. В рабочих условиях сечение кольца 2 деформируется, образуя уплотнительный зазор конфузорной формы, причем деформация не сказывается на работоспособности торцевой уплотнительной поверхности Б. 2 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к уплотнениям вращающихся валов.

Цель изобретения - повышение надежности работы/уменьшение утечек и осевых габаритов. .

На фиг.1 изображено уплотнение в продольном разрезе; на фиг.2 - то же при действии на уплотнение перепада давления.

Уплотнениесодержиткорпус1,уплотняемую полость А, установленное в корпусе 1 плавающее кольцо 2, образующее с валом 3 уплотнительный радиальный зазор д. На торце кольца 2 выполнен кольцевой поясок 4 с торцевой уплотняющей поверхностью Б. Наружная поверхность В кольца выполнена в виде конуса, обращенного большим основанием в сторону полости А, а меньшим - примыкающим к наружной поверхности пояска 4, при этом поверхность Б пояска образована радиусом г величиной не менее

ширины пояска с центром на образующей внутренней его поверхности.

Уплотнение вала работает следующим образом.

Уплотняемая полость А заполняется рабочей жидкостью, дросселирующей на радиальном зазоре между плавающим кольцом 2 и валом 3. Под действием перепада давления сечение плавающего кольца 2 поворачивается относительно центра тяжести сечения на угол р.

Выполнение конуса на наружной поверхности плавающего кольца 2 приводит к уменьшению момента инерции, а также к смещению центра тяжести сечения кольца на большее расстояние от торцовой уплотнительной поверхности. Это приводит к увеличению расстояния до результирующей от распределения давления по цилиндрическим поверхностям плавающего кольца 2 и увеличению момента поворачивающего с еч

к о

00 00

о

-ь

чение кольца. Снижение момента инерции и увеличение момента вызывает увеличение угла поворота ip сечения кольца, образование щели конфузорной формы и, следовательно, повышение центрирующей силы. Уменьшение зазора на выходе из щели приводит к. уменьшению утечек.

При повороте сечения кольца 2 меняется зона контакта торцовой уплотнительной поверхности Б с корпусом 1. При плоской уплотнительной поверхности Б зона контакта смещается в сторону наружного диаметра торцового пояска. Это вызывает увеличение гидравлической нагрузки на кольце и контактного давления в стыке, что приводит к увеличению износа. Выполнение торцовой уплотнительной поверхности Б радиусом г с центром на образующей внутренней цилиндрической поверхности торца снижает гидравлическую нагрузку и контактное давление в торцовом стыке по сравнению с плоской торцовой поверхностью. В этом случае зона контакта смещается к наружному диаметру торцового пояска на меньшую величину, чем при плоском стыке. Нижнее значение радиуса г определяется возможностью вписания его в торцовый

/ Ч Ч |

фиг:1

поясок, а верхнее недопустимостью контакта по верхней кромке торцового пояска.

Таким образом, предлагаемое уплотнение вала позволяет повысить надежности и экономичность его работы за счет образования в рабочих условиях щели конфузооной формы и улучшения рабочих условий торцовой уплотнительной поверхности. Формула изобретения Уплотнение вала, содержащее установленное в ограничивающем уплотняемую полость корпусе деформируемое под действием перепада давления плавающее кольцо, имеющее кольцевой поясок с торцевой уплотняющей поверхностью и образующее с валом уплотнительный радиальный зазор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, уменьшения утечки и осевых габаритов, наружная поверхность плавающего кольца выполнена в виде конуса, обращенного большим основанием в сторону уплотняемой полости, а меньшим примыкающим к наружной поверхности кольцевого пояска, при этом торцевая уплотняющая поверхность пояска образована радиусом величиной не менее ширины пояска с центром на образующей внутренней его поверхности.

фиг. 2