Торцовое уплотнение с регулируемой утечкой Советский патент 1980 года по МПК F16J15/34 

Изобретение относится к уплотнительной технике. . По основному авт.свид. № 446695 известно уплотнение, содержащее вра и неподвижное кольца, на одной из рабочих поверхностей которых выполнен ряд камер,.а на другой несколько каналов, выходные отверст которых расположены на тоМ же диаметре, .что и камеры. Число каналов меньше числа камер, так что они могут сообщать с полостью уплотняемой среды лишь часть камер. Недостатками этого изобретения являются недостаточная осевая и угл вая жесткость его жидкостной пленки между рабочими поверхностями, при высоких частотах вращения (свыше 1500 об/мин.), и то, что при работе уплотнения в условиях возрастающих скоростей скольжения (свыше 25 м/с) из-за больших тепловыделений в торцо вом зазоре уплотнения отсутствует требуемая смазка рабочих поверхносте Отсутствие требуемой осевой и угловой жесткости уплотнения при высоких частотах вращения вызвано тем что жидкость подводится непосредственно в камеры с помощью пересекающих эти камеры каналов, которые практически не облгщают гидравлическим сопротивлением. Поэтому толщина жидкостной пленки между рабочими поверхностями и непараллельности между ними не являются решаюии1ми факторами влияния на величину разжимающей силы в торцовой щели уплотнения. Это приводит к нарушению герметичности из-за посредственных соприкосновений трущихся поверхностей и их разрушениям, в связи с чем не обеспечивается требуемая надежность и долговечность уплотнения. Вследствие возрастающего количества тепла с ростом скоростей скольжения наблюдается недостаточный теплоотвод на участках между подводящими каналами. Подобные условия имеют место и на сплошном пояске со стороны выхода торцовой щели, так как здесь наблюдаются зоны с пониженным и даже отрицательным давлением. Все это приводит к разрушениям указанных участков трущихся поверхностей, в связи с чем при возрастающих скоростях скольжения понижаются надежность и долговечность уплотнения. Цель изобретения - повыщение герметичности, увеличение осевой и угловой. жест кости жидкостной пленки, улучшение условий смазки, повыи ение наежности и долговечности уплотнения условиях высоких скоростей скольжеия, частот вращения и перепадов авления.

Поставленная цель достигается тем, то в yплoтнeнии содержащем одно кольцо с замкнутыми камерами и одно с питаюцдами эти камеры каналами, число которых меньше камер и выходные отверстия расположены на той же окружности, что и камеры, замкнутые кагиеры и питаюшле каналы выполнены на каждой из двух рабочих поверхностей, а выходные участки кангшов одной из поверхностей не расположены на окружности расположения камер противоположной поверхности и смещены в сторону полости высокого давления.

Такое конструктивное решение позволяет, во-первых, повысить герметичность, осевую и угловую жесткости жидкостной пленки основного уплотнения. Здесь обеспечивается более глубокое дросселирование давления по ширине контакта поверхностей вследствие односторонней подпитки камер, а также радиального смещения каналов одной поверхности по отношению к. камерам другой поверхности, благодаря чему осуществляется при вращении вала лишь их частичное перекрытие.

Поэтому величина зазора между поверхностями трения и.непараллельности между ними являются определяющими факторами влияния на величину разжимающей силы в торцовом зазоре. Этим исключаются непосредственные соприкосновения поверхностей трения.

Во-вторых, предложенная конструкция позволяет больше, чем в основном уплотнении приблизить к выходу щели камеры одной поверхности, питающиеся от камер противоположной поверхности. Это улучшает условия смазки в указанных участках контакта трущихся поверхностей, устраняет зоны с пониженным и отрицательным давлением жидкости, стабилизирует сплошность и непрерывность жидкостной пленки.

В-третьих, каналы одной поверхности, ,участки выхода которых не расположены на окружности расположения камер противоположной поверхности и смещены К входу торцовой щели, дают возможность на участках трущихся поверхностей со стороны входа торцовой щели улучшить условия смазки и эффективность теплоотвода.

В-четвертых, наличие камер на трушлхся поверхностях и радиальное смещение камер одной поверхности по отношению к камерам другой поверхности приводит к дополнительным высокочастотным колебаниям этих поверхностей, что уменьшает потери на трение в зазоре.

На фиг, .1 изображено уплотнение, продол.ьный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1г на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Уплотнение содержит корпус 1, 5 крышку 2, вал 3, на котором неподвижно закреплено вращающееся кольцо 4. Неподвижное кольцо 5 установлено на выступе 6 крышки., уааотнено резиновым кольцом 7, поджато пружиной 8 и зафикQ сировано от вращения штифтом 9. Рабочая поверхность кольца 4 содержит по окружности ряд камер 10 и между ними питающие каналы 11, выходные отверстия 12 которых расположены

г на том диаметре, что и камеры 13 рабочей поверхности кольца 5. Рабочая поверхность кольца 5 содержит между камерами 13 каналы 14, участки выхода 15 которых не расположены на окружности расположения камер 10

поверхности кольца 4 и смещены в сторону входа 16 торцовой щели. Камеры 10 поверхности кольца 4 расположены на окружности диаметром меньшим диаметра расположения камер 13 поверх5 ности кольца 5, так что Максимально смещены в сторону выхода 17 торцовой щели.

Уплотнение работает следующим образом.

0При вращении вала 3 жидкость с

полости В высокого давления поочередно подводится к камерам 13 каналами 11. Затем жидкость с каждой камеры 13 поочередно подводится в каждую каме5 ру 10 с некоторыми потерями давления, вызванными щелевым дросселированием от частичного перекрытия при вращении вала камер 10 и 13.

Увеличение или уменьшение зазора

« в контакте между трущимися поверхностями и величины непараллельности между ними вызывает решающее изменение эпюры давления, а. следовательно, и разжимающей силы на том участке контакта, жидкостная плёнка которого

5 подвержена влиянию щелевого дросселирования. Это устраняет непараллельности между поверхностями и способствует уменьшению амплитуды колебаний жидкостной пленки, что повышает

0 герметичность уплотнения, а также за счет высокой частоты этих колебаний снижает потери на трение между рабочими поверхностями.

Формула изобретения

Торцовое уплотнение с регулируемой утечкой по авт.свид. № 446695, отличающееся тем, что, с целью повышения ресурса работы за счет повышения жесткости жидкостной пленки и улучшения условий смазки рабочих поверхностей, замкнутые камеры и каналы выполнены на каждой

из рабочих поверхностей, при этом выходные участки каналов на одной из поверхностей и камеры на противоположной поверхности расположены на

А-А

«

Фиг

окружностях разного диаметра так, что выходные участки каналов смещены в сторону полости высокого давления.

U.

л.

Бб

0

Фиг5