1ПйТЕЖШ-ТЕХМ^!?'-НАй| Советский патент 1973 года по МПК F16J15/34 

1

Изобретение относится к торцовым уплотнениям вращающихся валов, применяющихся в насосах, турбинах и других гидравлических агрегатах для ограничения утечки жидкости вдоль вращающегося вала.

Известно торцовое уплотнительное устройство, состоящее из двух металлических колец, одно из которых закреплено на валу и вращается вместе с «им, а другое соединено с корпусом вторичным гибким уплотнением -и имеет возможность перемещаться в аксиальном направлении.

Кольца пружинами пр1ил аты торцовыми поверхностями один к другому. На торцовой уплотняющей поверхности одного из колец ы&тодом химического травления выполнены выступы в форме круговых цилиндров диаметром 300 мм и высотой 2,5 мк, покрывающие треть поверхности.

Наличие выступов способствует возникновеHiiiio значительных гидродинамических сил, уравнопешиваюихих приложенную к подвижному в аксиальном направлении «ольцу нагрузку и препятствующих механическому контакту поверхностей при их отиосительном движении. При этом чем больше наклон вершин выступов, тем большая лидродинамическая сила развивается в слое жидкости между уплотняющими поверхностями.

Однако при запуске, во время набора оборотов вала, металлические выступы контактируют в условиях сухого и полусухого трения с -прилегающей торцовой поверхностью, что вызывает их интенсивный износ. Кроме того, практически невозможно в известном устройстве Получить .контролируемый достаточно большой наклон вершин выступов, который в первую очередь определяет величину

гидродинамических сил, разделяющих трущиеся поверхности.

Целью изобретения является увеличение надежности уплотнения. С этой целью на рабочую поверхность одного кольца нанесен слой мелких сферических частиц из эластичной антифрикционной лластмассы, например полиэтилена, капрона, фторпласта и т. п., закрепленных электролитически осажденным слоем металла, толщина которого меньше на несколько микрон высоты полимерного -покрытия.

На фиг. 1 представлено предлагаемое уплотнение, сечение вдоль оси вала; на фиг. 2 - с.ема деформации выступа.

В корпусе / установлено подвижное в осевом направлении кольцо 2, которое торцовой поверхностью благодаря пружинам и давлению уплотняемой жидкости прил имается к кольцу t3; вращающемуся вместе с валом.

Кольцо :на рабочей торцовой поверхности имеет нанееевный слой мелких сферических частиц 4 из эластичной антифрикционной пластмассы. Шарики закренлены электролитически нанесенным слоем металла, толщина которого на несколько мйкрон меньше высоты слоя полимерного нокрытия.

В полости А находится под давлением уплотняемая среда. Когда вал не вращается, пластмассовые выступы контактируют с рабочим торцом кольца 2. В пусковом режиме, когда гидродинамическая сила между уплотняющими торцами еще не может уравновесить силы, сжимающие кольца 2 и 3 пластмассовые выступы скользят по сопряженной поверхности, не ианащиВаясь, благодаря своим антифрикционным свойствам.

При наборе валом определенного числа оборотов каждый выступ, работая подобно гидродинамическому подщипнику, создает подъемную силу. При этом каждый пластмассовый выступ под действием гидродинамических сил деформируется в направлении, благоприятном для развития гидродинамического клина.

При увеличении скорости относительного движения поверхностей в зоне Б (см. фиг. 2) развивается гидродинамическое давление, а в зоне В - разрежение.

Под действием указаиного поля давлений выступ из эластичной пластмассы деформируется. При этом угол, образованный поверхностью выступа и сопряженной плоской поверхностью контртела, увеличивается, что приВОДИТ к возрастанию гидродинамической силы.

Предмет изобретения

Торцовое уплотнительное устройство, содержащее два прижатых торцами кольца и на

уплотняющей поверхности одного из колец искусственно созданные выступы, отличающееся тем, что, с целью увеличения надежности работы уплотнения, на торцовой уплотняющей поверхности одного кольца нанесен слой мелких сферических частиц из эласт1ичной антифрикционной пластмассы (полиэтилена, капрона, фторопласта и т. п.), закрепленных электролитически осажденным слоем металла , толщина которого меньще на несколько микрон высоты полимерного покрытия.

6v /////////ZuV7 7V

ФигЛ