ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ Советский патент 1995 года по МПК F16J15/34 

Изобретение относится к области уплотнительной техники и является усовершенствованием известного устройства по основному авторскому свидетельству СССР N 766207.

Известное устройство содержит неподвижные и вращающиеся кольца пар трения, корпус с камерой охлаждения, камеру уловителя, расположенную под нижней парой трения, и отбойник.

Недостатком его является появление сухого режима трения при герметизации среднего и высокого вакуума, что снижает надежность работы уплотнения.

Целью изобретения является повышение надежности уплотнения за счет увеличения давления перед уплотнительным зазором.

Указанная цель достигается тем, что торцовое уплотнение снабжено втулкой, установленной с зазором между наружной цилиндрической поверхностью отбойника и внутренней цилиндрической поверхностью колец трения, нижний конец которой плотно посажен в основание торцового уплотнения, а верхний конец втулки расположен на уровне, превышающем расположение уплотняющего зазора в парах трения на высоту, достаточную для создания необходимого увеличения давления, при этом нижнее вращающееся кольцо имеет оребренные поверхности.

Благодаря тому, что торцовое уплотнение снабжено втулкой, установленной с зазором между наружной цилиндрической поверхностью отбойника и внутренней цилиндрической поверхностью колец трения, плотно посаженной своим нижним концом в основание торцового уплотнения, появляется возможность создать избыточное давление гидростатического столба жидкости, экранирующего уплотнительную щель нижней пары трения от непосредственного воздействия высокого вакуума. Таким образом, герметизация высокого вакуума заменяется герметизацией низкого вакуума обеспечением наличия смазочной пленки, т.е. повышается надежность и долговечность торцового уплотнения.

Благодаря тому, что нижнее вращающееся кольцо имеет оребренную поверхность, повышается интенсивность охлаждения экранирующего столба жидкости, тем самым обеспечивается его необходимый уровень и стабильность защиты от воздействия высокого вакуума.

На чертеже изображен общий вид торцового уплотнения вертикально вращающегося вала. Торцовое уплотнение содержит неподвижные 1, 2 и вращающиеся кольца 3, 4 пар трения, корпус 5 с камерой охлаждения 6, охлаждаемый уловитель утечек 7, отбойник 8, втулку 9 и камеру 10. Уплотнение содержит также штуцер 11 для отвода утечки. Нижнее вращающееся кольцо 4 имеет оребренные поверхности металлической обоймы.

Пространство внутри корпуса 5, ограниченное неподвижными и вращающимися деталями, заполнено запирающей жидкостью под давлением, превышающим давление в аппарате.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Перед началом работы через штуцер 11 в камеру сбора утечек заливается жидкость, например кремнийорганическая, вакуумное масло или др., с целью заполнения пространства между внешней поверхностью втулки 9 и внутренней поверхностью нижней пары трения (колец 2 и 4). При эксплуатации утечка уплотняющей жидкости из камеры гидроподпора через уплотнительный зазор в нижней паре трения проникает в уловитель утечки с внешней стороны втулки 9. При этом температура уплотняющей жидкости, протекающей через уплотнительную щель (утечка), достигающая своей максимальной величины в месте трущегося контакта уплотнительных колец, понижается за счет контакта с охлаждаемой металлической обоймой нижнего вращающегося кольца 4. Скорость испарения утечки из камеры 10 уменьшается по сравнению со скоростью ее испарения из зоны трения за счет снижения температуры. Путем подбора величины зеркала испарения утечки (определяется наружным верхним диаметром втулки 9) в зависимости от величины утечки, достигается постоянный уровень высоты столба жидкости над уплотнительным зазором нижней пары трения, при этом неиспарившиеся излишки утечки переливаются в охлаждаемый уловитель утечки 7 и удаляются через штуцер 11. Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет предотвратить отрицательное влияние среднего и высокого вакуума на режим трения в уплотнительном зазоре, что уменьшает скорость износа уплотнительных колец трения, а, следовательно, повышает надежность торцового уплотнения.

Лабораторные испытания подтвердили более устойчивую, надежную работу торцового уплотнения в условиях высокого и среднего вакуума по сравнению с прототипом.

1. ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ вертикально вращающегося вала по авт.св. N 766207, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения, за счет увеличения давления перед уплотнительным зазором, оно снабжено втулкой, установленной с зазором между наружной цилиндрической поверхностью отбойника и внутренней цилиндрической поверхностью колец трения, нижний конец которой плотно посажен в основание торцового уплотнения, а верхний конец втулки расположен на уровне, превышающем расположение уплотняющего зазора в парах трения на высоту, достаточную для создания необходимого увеличения давления за счет гидростатического давления столба жидкости. 2. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что нижнее вращающееся кольцо имеет оребренные поверхности.