Торцовое уплотнение Советский патент 1981 года по МПК F16J15/34 

(54) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ

1

Изобретение относится к торцовым уплотнениям вращающихся валов и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства.

Известны торцовые уплотнения вращающихся валов состоящие из уплотнительных колец, одно из которых неподвижно и контактирует с подвижным подпружиненным кольцом, закрепленным в гильзе, посаженной на вал.

Наиболее близкими к изобретению по технической сущности и достигаемому результату являются торцовые уплотнения, в которых пара трения выполнена из материалов различной теплопроводности 1.

Недостатком известных конструкций торцовых уплотнений с парой трения из материалов различной теплопроводности, например металло-полимерных пар трения, является низкая износостойкость при повыщенных температурах в зоне трения, обусловленная низкой термостойкостью полимеров. В рассматриваемых конструкциях тепловые потоки по обе стороны от зоны трения распределяются в значительной степени неравномерно, так как коэффициент

теплотгроБОдности у полимеров в 100-150 раз меньще, чем у металлов.

Целью изобретения является увеличение долговечности торцового уплотнения.

Указанная цель достигается тем; что каждое из уплотнительных колец выполнено в радиальном направлении с участками различной теплопроводности, при этом последовательность участков одного кольца обратна последовательности участков другого.

На фиг. 1 изображена принципиальная

to схема торцового уплотнения; на фиг. 2 - схема теплоотвода в уплотнении.

Торцовое уплотнение вращающегося вала включает в себя неподвижную 1 и 15 вращающуюся 2 металлические обоймы, в которые концентрично вмонтированы кольца 3 и 4, изготовленные из материала с коэффициентом теплопроводности, отличным от коэффициента теплопроводности материала обойм 1 и 2, причем ширина

20 каждого вмонтированного кольца равна половине общей щирины контакта пары трения торцового уплотнения. Уплотнение работает следующим образом. Обойма 2 совместно с кольцом 4 вращается вместе с валом и может перемещаться в осевом направлении под действи-. ем усилия поджатия пружины 5 и гидростатического давления уплотняемой среды. Таким образом в рабочем состоянии образуется пара трения, каждое из уплотнительных колец которой выполнено в радиальном направлении с участками различной теплопроводности, при этом последовательность участков на каждом кольце различна, что обеспечивает равномерный теплоотвод по обе стороны от зоны трения. В данном уплотнении выделевшееся в зоне трения тепло будет отводиться в сторону металлических обойм четырьмя потоками, причем Qii+Qii.., Таким образом тепловые потоки по обе стороны от зоны трения равны и по своей величине меньщего основного потока Qi в конструкции прототипа, т.е. Q,, . Вследствие этого средняя температура металлических обойм 1 и 2 в заявляемой конструкции меньше температуры наиболее нагретого металлического кольца 2 в конструкции прототипа, что улучшает температурный режим работы торцового уплотнения и повышает долговечность пары трения. Таким образом, пара трения торцового уплотнения, каждое из уплотнительных колец которой выполнено в радиальном направлении с участками различной теплопроводности .и обратной последовательности, позволяет равномерно распределить фрикционный тепловой поток по обе стороны от зоны трения, что приводит к уменьщению температуры в зоне трения, влияющей на долговечность пары трения торцовых уплотнений. Проведенные экспериментальные исследования заявляемой конструкции торцового уплотнения показали, что для пары трения сталь 45 фенилон при скорости скольжения 4,2 м/с и при различных удельных давлениях долговечность предлагаемой пары увеличилась на 15-20%. Формула изобретения Торцовое уплотнение, пара трения которого, состоящая из подвижного и неподвижного уплотнительных колец, выполнена из материалов различной теплопроводности, отличающееся тем, что, с целью повышения его долговечности, каждое из уплотнительных колец выполнено в радиальном направлении с участками различной теплопроводности, при этом последовательность участков одного кольца обратна последовательности участков другого. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. .Авторское свидетельство СССР № 49839, кл. F 16 Т 15/34, 1968