Торцовое уплотнение Советский патент 1981 года по МПК F16J15/34 

Изобретение относигся к уплотнитвпьной технике. Известны торцовые уалотнения, содержащие неподвижное и. вращающееся контактные копьца, между которыми расположено промежуточное плавающее копь«oflj. Недостатком их является возможность залипания плавающего кольца с контактным. Цель изофетения - повьпиение надежности и долговечности уплотнения. С этоЛ целью на периферийной нерабочей части торцовых поверхностей колец, между которыми имеются зазоры, вьшолввЕГы полости в виде сегментов, рааав ленных перегородками, а в контактных KCV льцах между сегментными полостями и торцовыми стыками выполнены отверстия, соединяющие указанные зазоры с тыльной стороной колец. На фиг. 1 изо ажена конструкция торцового уплотнения; на фиг. 2- разрез А-А на фиг. 1. Уплотнение состоят вз корпуса 1, не- подвижного кольца 2, промежуточного плавающего кольца 3, вращающегося коль ца 4, в которых выполнены, полосгн 5 в виде сегментов, и отверстия 6. Между нерабочими торцовыми поверхностями копед 2, 3 и 4 (федусмотревм зазоры 7. Работа уплотненна 1фоиасодвт следуюотм . вращении копьца 4 б волостях 5 появляются вихревые течения жидкости, котфые, воздействуя на neper орсАкя волостей 5 1фомежуточного плавающего копьца .3, приводят его во вращение. Возникающие вихревые потоки в полостях 5 кольца 3 и неподвижного кольца 2, наоборот, тормозят движение кольца 3. Таким образам, 1фомежуточное плавающее копь- цо 3 вынужден or вращаться со скоростью меныией частоты, чем частота вращения копьца 4. I Гидродинамические силы, возникающие в полостях 5, действуют одно еменно с силами трения в торцовых уплотнитель-. ных стыках н усиливают их влияние. В от личие от сип трения гидродинамические силы в данном решении являются более устойчивым регулирующим фактфом. Как известно из теории гидродинамики подобныз систем, крутящий момент гфопфционален Ш, где СО- частота вращения Бал1а. Если происходит торможение плавающего кольца, т.е. относительные скорости между кольцами 3 н 4 воз растают, то крутящий момент, котфый возникает под действием вихревых течений, gesKO увеличивается, а взаимодействие колец 2 и 3 ослабевает. При )вращенни плавающего кольца 3 со скфостью вращения кольца 4 возникает максимальвый тормозящий момент между кольцами 2 и 3. Отверстия предназначены для осуществления обмена жидкости в полостях 5, которая нагревается в процессе работы. Конструкция обеспечивает также и onределенное центрирование плавающего кольца за счет гидродинамических сил, возн икающих в сегментных полостях. При от носительном радиальном смещений плавающего кольца появляются возвращающие усилия, которые поддерживают его в равновесном положении. Количество и геометрические размеры сегментных полостей определяются из условия равенства относительных сксростей в торцовых уплотнительных стенках, т.е. равенства крутящих моментов, возникающих между кольцами.-2-3 и 3-4. Конструкция допускает устан(юку нескольких промежуточнь1х конец. На стенд изменением шероховатости трущахся Пове хностей моделировались условия запивания плавающих колец. При выполнении сег менгных полостей это явление удалось полностью устранить. Устранение залипания обеспечивает надежность работы уплотнения. Уменьшение износа за счет сни жения- скоростей скольжения увеличивает долговечность в 2 раза. S S Конструкция обладает ещё одним преимуществом, повышающим работоспособность терцового уплотнения. Если по каким-либо причинам происходит неравномерный износ кснитактных napV то это, тественно, приводит к уменьшению зазора между нерабочими торцовыми поверхностями колец, котсрые имеют большую относительную скорость. Уменьшение зазора, в свою очередь, вызывает увеличение крутящего момента между сегментными полостями. В ре- зультате происходит автоматическое снижение скорости трения в контакте и одновременно повышение скорости в менее йзнсяле«нсй паре. Таким образом, кроме непрерывного вьфавнивания скоростей производится также регулирование режима трения в зависимости от степени износа уплотнительного стыка. Формула изобретения .Торцовое уплотнение высокоскоростное го вала, содержащее корпус, неподвижное и вращающееся кситактные кольца, между которыми расположено промежуточное плавающее кольцо, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности н долговечности, на периферийней нерабочей части торцовых, поверхностей conpsiraeMbix контактньпс колец н промежуточного плавающего кольца, между которыми имеются зазоры, выполнены по лосги .в виде сегментов, разделенных пе- рег ородками, а в неподвижном и вращающемся контактных кольцах между сегменткыми полостями и торцовыми уплотнительными стыками выполнены отверстия, сое- няющие указанные зазоры с тьшьной сторснс колец. Источники информации, принятые во внимание .при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 407123, кл. F 16J 15/34, 1972.

/ /Н 7 /Х/У/Х/ХХ/У хх X ху X.

Фиг.1

2

Фаг. 2