Термодинамическое торцовое уплотнение

3Ьеудерстмнный комитет

СССР (53) УДК62-762 (088. 8) во лелем изебретеикй и открытий

Опубликовано 07. 10. 82. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 09, 10 . 82 (72) Авторы изобретения

П.К. Баринов и Е.В. Шатаев

Дзержинский йилиал Научно-исследовательско и конструкторского института химического м (7) ) Заявитель (54} ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ

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

Известны гидростатические торцовые

5 уплотнения, в которых для создания жидкостного режима трения в торец трущейся пары подается под давлением жидкость от внешнего источника давления (1 ).

1о

Недостатком этих уплотнений является наличие автономного контура питания жидкостью пары трения.

Известно также торцовое уплотнение, на рабочей поверхности кольца которо- >s го имеется канавка, выполненная с плав- но изменяющейся глубиной и сообщающаяся с уплотняемой полостью сквозным, каналом, выходящим на нару>нную поверхность подвижного элемента j 2). го

Недостатком этого устройства является то; что в зазор пары трения с наружной стороны вращающегося элемента попадают абразивные частицы, при гидродинамическом ре>киме трения появляются большие утечки. 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.

Укаэанная 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 подви>нного кольца. В начале отверстий на трущейся поверхности выполнены цековки под углом, меньшим, чем угол, образованный осью от9б431

Выточка, выполненная с внутренней стороны кольца трения, уменьшает попадение абразивных 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 надежностьь.

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. 4 - 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 4 установлено на валу 5, на котором укреплено установочное кольцо б на винтах 7. Итифты 8 передают вращение от установочного кольца 6 подвижному кольцу 4. Пружины 9 поджимают подвижное кольцо 4 к неподвижному кольцу 2 трения. Вторичные уплотнения 10 и 11 50 герметизируют уплотняемую среду по валу и корпусу уплотнения.

В подвижном кольце 4 выполнены с тыльной стороны осевая выточка 12 и сквозные отверстия 13, rîåäèняющие вы SS точку 12 с поверхностью трения. Отверс тия наклонены под углом Р в сторону вращения кольца и проходят под углом

3 верстия и торцовой поверхностью подвижного кольца.

Отверстие, повернутое в направлении вращенйя, захватывает уплотненнуюжидкость, которая под действием центробежной силы поступает по отверстию на торцовую поверхность пары трения под давлением, несколько большим давления уплотняемой среды.

Так как цековка отверстия направ- 10 лена в сторону, противоположную вращению подвижного кольца, то силой инерции жидкость засасывается трущейся парой трения между своими торцами.

Под действием захвата жидкости концом 15 отверстия, повернутым в,сторону вращения, центробежной силой вращения в отверстии и засасыванием торцовой пары трения жидкость стремится выйти по торцу через наружную поверхность коль-20 ца, 8 ф, >(, составляющим 0-75 с плоскостью, перпендикулярной оси вала, В начале отверстий 13 на трущейся поверхности кольца выполнена цековка 14 под углому, меньшим, угла, образованного осью отверстия и торцовой поверхностью подвижного кольца.

Уплотнение работает следующим образом.

При остановленном вале герметизация осуществляется давлением среды и силой пружин. При вращении вала уплотняемая >нидкость 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 рабо1 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, о т л и ч а ющ е е с я 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 0 до 75О 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. Голубев А.И. Торцовые уплотнения вращающихся валов. М., "Машиностроение", 1974, с. 59, рис, 48.

2. Авторское свидетельство СССР и 305302, кл. F 16 3 15/34, 1969,