Бесконтактное уплотнение Советский патент 1982 года по МПК F16J15/26 

(54) БЕСКОНТАКТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ

1

Изобретение относится к гидравлическому машиностроению и может быть использовано в конструкциях уплотнений гидравлических насосов и моторов, а также в конструкциях уплотнений валов машин и аппаратов.

Известны бесконтактные дисковые гидравлические уплотнения, предназначенные для препятствия перетоку жидкости из камеры высокого давления в камеру низкого давления. Такие уплотнения имеют диск, врашающийся с гарантированным торцовым зазором у неподвижной торцовой поверхности корпуса 1.

Существенный недостаток таких уплотнений - наличие утечек жидкости через зону уплотнения при нулевых частотах вращения уплотняемого вала, что приводит к снижению надежности уплотнения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сугцности техническим решением является бесконтактное уплотнение, содержащее вал, отбрасывающее кольцо и корпус 2..

Однако в этом уплотнении при нулевых частотах вращения уплотняемого вала имеют место утечки жидкости через зону

уплотнения из области высокого давления -в область низкого давления.

Цель изобретения - повышение надежности уплотнения при нулевых частотах вращения уплотняемого вала.

Указанная цель достигается тем, что внутренняя поверхность отбрасывающего кольца выполнена в виде плавной криволинейной поверхности, а в корпусе выполнен замкнутый кольцевой канал и сливная труба, расположенная по касательной к кольцевому каналу и в его плоскости, при этом кольцевой канал может иметь как круговую, так и эллипсовидную форму поперечного сечения, кроме того, на внутренней поверхности отбрасывающего кольца размещены 15 радиально расположенные лопасти.

Применение этих элементов позволяет обеспечить разворот и отбрасывание жидкости, просачивающейся между уплотняе мым валом и корпусом, формирование кольцевого жидкостного вихревого потока, препятствующего попаданию жидкости из зоны высокого давления в зону низкого давления, движение его по каналу с минимальной потерей энергии и отвод в сливное устройство. Для усиления отбрасывающего эффекта при вращении от брасывающего кольца на его внутренней поверхности имеются радиально расположенные лопасти. На фиг. 1 изображено бесконтактное уплотнение, общий вид в разрезе; на фиг. 2разрез А-А на фиг. 1. Бесконтактное уплотнение включает уплотняемый вал 1, отбрасывающее кольцо 2, корпус 3 с кольцевым каналом 4 и сливную трубку 5. Отбрасывающее кольцо 2 имеет плавную криволинейную внутреннюю поверхность, на которой размещены радиально расположенные лопасти. В корпусе выполнен замкнутый кольцевой канал 4, имеющий круговую или эллипсовидную форму поперечного сечения. В корпусе имеется сливная трубка-5, расположенная на касательной к кольцевому каналу, в его плоскости, причем крайняя нижняя точка входного отверстия трубки совпадает с- крайней нижней точкой кольцевого канала. Уплотнение работает следующим образом. При вращении уплотняемого вала 1 крутящий момент передается отбрасывающему кольцу. 2. Жидкость, просачивающаяся из области высокого давления А через кольцевой зазор между уплотняемым валом 1 и корпусом 3 в область низкого давления Б, попадает на отбрасывающее кольцо 2. Под действием центробежной силы, перепада давления, а также в силу плавной конфигурации кольцевого канала 4 в нем формируется жидкостный вихревой кольцевой поток, который препятствует поступлению жидкости в зазор между наружной поверхностью отбрасывающего кольца 2 и корпусом 3. При отсутствии вращения уплотняемого вала 1, под действием перепада давления, жидкость также будет отбрасывать в кольцевом канале 4 вихревой кольцевой поток. При малом перепаде давления, не создающем вихревого кольцевого потока, жидкость сливается в кольцевой канал 4 и удаляется через сливную трубку 5. Сливная трубка 5 расположена по касательной к кольцевому каналу, в его плоскости, причем крайняя нижняя точка входного отверстия трубки совпадает с крайней нижней точкой кольцевого канала, что облегчает удаление жидкости из кольцевого канала и повыщает надежность уплотнения. Предлагаемая конструкция бесконтактного уплотнения позволяет повысить надежность уплотнения при нулевых частотах вращения уплотняемого вала. Высокая надежность и долговечность в работе, низкие потери на трение - все эти преимущества делают перспективным применение данного уплотнения в гидравлических машинах и аппаратах. Формула изобретения 1. Бесконтактное уплотнение, содержащее вал, отбрасывающее кольцо и корпус, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности уплотнения при нулевых частотах вращения уплотняемого вала, внутренняя поверхность отбрасывающего кольца выполнена в виде плавной криволинейной поверхности, а в корпусе выполнен замкнутый кольцевой канал и сливная трубка, расположенная по касательной к кольцевому каналу и в его плоскости, 2. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что кольцевой канал имеет круговую форму поперечнбго сечения, 3. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что кольцевой канал имеет эллипсовидную форму поперечного сечения. 4. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что на внутренней поверхности отбрасывающего кольца размещены радиально расположенные лопасти. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Васильцов Э. А. Бесконтактные уплотнения. Л., «Мащиностроение, 1974, с. 15. 2. Васильцов Э. А. Бесконтактные уплотнения. Л., «Мащиностроение, 1974, с. 19.

/(-К

Фиг. 2