Термодинамическое торцовое уплотнение Советский патент 1982 года по МПК F16J15/34 

(5) ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ

1

Изобретение относится к уплотнениям вроицающихся валов насосов, машин и аппаратов химической и других отраслей промышленности.

Известны гидростатические торцовые уплотнения, в которых для создания жидкостного режима трения в торец трущейся пары подается под давлением жидкость от внешнего источника давления l .,0

Недостатком этих уплотнений является наличие автономного контура питания : идкостью пары трения.

Известно также торцовое уплотнение, на рабочей поверхности кольца которо- is го имеется канавка,выполненная с плавно изменяющейся глубиной и сообщающаяся с уплотняемой полостью сквозным , каналом, выходящим на наружную поверхность подвижного элемента 2.

Недостатком этого устройства является ТО7 что в зазор пары трения с наружной стороны вращающегося элемента попадают абразивные частицы, при гидродинамическом режиме трения появляются большие утечк 1. Устойчивость работы уплотнения является недостаточной. Для перехода в гидродинамический режим трения в этом уплотнении требуются значительная угловая скорость вала и давление уплотняемой среды.

Цель изобретения - повышение ресурса и надежности работы уплотнения.

Указанная цель достигается тем, что в подвижном кольце с тыльной стороны выполнена с внутреннего диаметра осевая выточка, соединенная с трущейся поверхностью подвижного кольца отверстиями, проходящими под углом к плоскости трения и наклоненными в сторону вращения подвижного кольца. В начале отверстий на трущейся поверхности выполнены цековки под углом, меньшим, чем угол, образованный осью отверстия и торцовой поверхностью подвижного кольца. Отверстие, повернутое в направлении вращения, захватывает уплотненную жидкость, которая под действием центробе ;(ной силы поступает по отверстию на торцовую поверхность пары трения под давлением, несколько большим давл ния уплотняемой среды. Так как цековка отверстия направлена в сторону, противоположную втащению подвижного кольца, то силой инерции жидкость засасывается трущейся парой трения между своими торцами Под действием захвата жидкости концом отверстия, повернутым в сторону враще ния, центробежной силой вращения в от верстии и засасыванием торцовой пары трения жидкость стремится выйти по торцу через наружную поверхность коль ца. Выточка, выполненная с внутренней стороны кольца трения, уменьшает прпадение абразивних частиц в пояски трения за счет уменьшения абразивных частиц с внутренней стороны кольца трения вследствие центробежного эффекта вращающегося вала. Поступление уплотняемой жидкости с внутреннего диаметра уплотняемого кольца к наружному по его торцу увеличивает устойчивость работы уплотнения в гидродинамическом режиме, что повышает ресурс работы уплотнения и его надежность. На фиг. 1 показано уплотнение, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на, фиг. 1; на фиг. 3 узел 1 на фиг.1; на фиг, k - сечение Б-Б на фиг. 2. Уплотнение состоит из корпуса 1, неподвижного кольца 2 трения, установ ленного через вторичное уплотнение 3 в корпус 1. Подвижное кольцо Ц установлено на валу 5, на котором укреплено установочное кольцо 6 на винт ах 7. Утифты 8 передают вращение от установочного кольца 6 подвижному кольцу . Пружины 9 поджимают подвижное кольцо к неподвижному кольцу 2 трения. Вторичные уплотнения 10 и 11 герметизируют уплотняемую среду по валу и корпусу уплотнения. В подвижном кольце k выполнены с тыльной стороны осевая выточка 12 и сквозные отверстия 13, соединяющие вы точку 12 с поверхностью трения, Отвер тия наклонены под углом р в сторону вращения кольца и проходят под углом l(i(, составляющим 0-75 с плоскостью, перпендикулярной оси вала. В начале отверстий 13 на трущейся поверхности кольца выполнена цековка Il под углом Г, меньшим, угла, образованного осью отверстия и торцовой поверхностью подвижного кольца. Уплотнение работает следующим образом. При остановленном вале герметизация осуществляется давлением среды и силой (ин. При враи1ении вала уплотняемая жидкость через осевую выточку 12 в подвижном кольце под действием центробежных сил поступает на трущуюся поверхность пары трения под давлением, большим давления уплотняемой жидкости. Силой инерции она засасывается между торцами трущейся пары трения и стремится выйти к наружному диаметру пары трения. Пара трения работает в гидродинамическом режиме трения. Ресурс и надежность работы торцового уплотнения увеличиваются. При поступлении жидкости с внутреннего диаметра пары трения к наружному увеличивается устойчивость рабо-, ты уплотнения в гидродинамическом режиме. Таким образом, изобретение позволяет увеличить надежность и ресурс работы уплотнения путем увеличения устойчивости его работы в гидродинамическом режиме трения. Формула изобретения Термодинамическое торцовое уплотнение, включающее неподвижное и подвижное кольца пары трения, на одном из которых выполнены отверстия, соединяющие тыльную сторону кольца с поверхностью трения, от л и чающееся тем, что, с целью повышения ресурса и надежности работы уплотнения, отверстия выполнены в подвижном кольце с наклоном в сторону его вращения и под углом от О до 75 к плоскости, перпендикулярной оси вала, и соединяют тыльную сторону кольца с выполненной на поверхности трения цековкой под углом, меньшим угла, образованного осью отверстия и торцовой поверхностью подвижного кольца. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Голубее А,И. Торцовые уплотнения вращающихся валов. М., Машиностроение, , с, 59, рис. 8, 2.Авторское свидетельство СССР Vf 305302, кл, F 16 1 15/3, 1969.