Торцовое уплотнение вращающегося вала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Е 163 15/ ЕТЕНИ НИЕ И довательский ский институт ения Сумского обьединения О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1536121, кл. Р 16,3 15/34, 1987,(54) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА 1737200 А 1(57) Использование: для уплотнения полости с различными давлениями. Сущность изобретения; аксиально-подвижное кольцо 3 установлено на втулке 1 вала 2. Кольцо 3 прижато к уплотнительному невращающемуся кольцу 4, размещенному в корпусе 5, пружиной 6 и имеет поводки 8 для передачи вращения. Кольцо 3 соединено с втулкой 1 по меньшей мере двумя поводками 8, выполненными в виде прямоугольных пластин, закрепленных между ответными торцовыми поверхностями кольца 3 и втулки 1. Пластины расположены подуглом коси вращения вала 2. Угол наклона пластин от втулки 1 направлен против вращения вала 2. 3 ил.5 йИзобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано вкомпрессоростроении, насосостроении,химической промышленности и других отраслях, где необходимо уплотнять полости с 5различными давлениями сред,Цель изобретения - повышение надежности за счет поддержания оптимальногорежима трения и лучшего охлаждения узлатрения. 10На фиг. 1 приведена конструкция торцового уплотнения вращающегося вала, продольный разрез; на фиг, 2 - разверткааксиально подвижного кольца и втулки,скрепленных между собой упругими поводками; на фиг, 3 - расчетная схема торцовогоуплотнения.Торцовое уплотнение вращающегосявала содержит втулку 1, закрепленную навалу 2, аксиально-подвижное уплотнительное кольцо 3 поджато к уплотнительномуневращающемуся кольцу 4, установленному в корпусе 5, пружиной 6. Кольца 3 и 4герметизируются вторичными уплотнениями 7. Втулка 1 и аксиально-подвижное кольцо 3 соединены между собой по меньшеймере двумя упругими поводками 8, передающими крутящий момент. Поводки 8 жесткоприкреплены к торцовым поверхностям А иВ втулки 1 и аксиально-подвижного кольца 303, например, высокотемпературной пайкойили механическим способом, при помощифигурных пазов 9, выполненных во втулке 1и кольце 3, хвостовиков 10, выполненных наповодках 8, При этом их фиксация может 35осуществляться посредством накидных гаек 11 и 12, В корпусной детали выполненыканалы 13, соединяющие полость 14 надпарой трения с уплотняемой полостью 15,Поводки 8 расположены под углом р к оси 40вращения вала, причем угол наклона отвтулки 1 направлен против вращения вала.Длинаповодков 8 больше расстояния между торцовыми поверхностями втулки 1 икольца 3, в которых закреплены поводки 8. 45но меньше длины окружности, на которойрасположены поводки,При работе торцового уплотнения в расчетном режиме аксиально-подвижногокольца 3 и кольца , образующие пару трения, прижаты друг к другу действием давления уплотняемой среды и пружиной б, приэтом сила трения в стыке уплотнительныхколец будет равна суммарной силе упругости поводков 8. 55При повышении давления уплотняемойсреды или при появлении зоны обедненнойсмазки в стыке уплотнительных колец 3 и 4режим трения изменится на граничное илисухое, что приведет к увеличению момента трения в контактной паре, а следовательно, и силы трения, При этом на упругие поводки 8 будет действовать изгибающая сила, превышающая их силу упругости. Это приведет к прогибу поводков 8 на какой-то угол Л р, что в свою очередь вызывает уменьшение осевого расстояния, между аксиально-подвижным кольцом 3 и втулкой 1, на величину Ж, а это уменьшает силу трения в торцовой паре. Прогиб поводков 8 будет продолжаться до тех пор, пбка из суммарная сила упругости не станет равной силе трения в контактной паре, т.е. пока не наступит силовое равновесие, При этом контактное давление в стыке колец 3 и 4 уменьшится, а микрозазор в паре трения увеличится, что приведет к восстановлению смазочного слоя,Таким образом, сила трения в контактной паре фактически не зависит от величины давления уплотняемой среды и равна суммарной силе упругости поводков 8, передающих момент трения, чем и обеспечивается оптимальный режим трения между кольцами 3 и 4.Выполнение поводков 8 в виде прямоугольных пластин позволяет расширить диапазон применения торцовых уплотнений в сторону увеличения окружных скоростей, так как при этом можно обеспечить их достаточную радиальную жесткость, что не дает им прогибаться под действием центробежных сил, В то же время малая изгибная жесткость позволяет достигнуть малой силы трения в торцовой паре.Кроме того, выполнение поводков прямоугольной формы и наклонными способствует лучшему охлаждению узла за счет насосного эффекта, создаваемого ими при вращении. Рабочая среда, нагнетаемая поводками, пройдет над трущейся парой, образованной кольцами 3 и 4, и далее по каналам 13 возвратится в уплотняемую полость, При этом исключается образование застойных зон и обеспечивается охлаждение трущейся пары. В случае, если длинаповодков будет больше длины окружности, на которой они располагаются, то увеличение момента трения в трущейся паре будет приводить к закрутке поводков, практически не изменяя расстояние Е, т,е. не происходит изменение зазора между кольцами 3 и 4.В случае, кода аксиально-подвижное кольцо 3 и втулка 1 установлены в корпусе 5, а кольцо 4 - на валу, механизм работы торцового уплотнения аналогичен описанному выше,1737200 оставитель И,Пащенкоехред М,Моргентал Корректор М.Шаро АДолини Ре каз 1880 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретения Торцовое уплотнение вращающегося вала, содержащее аксиально-подвижное кольцо, установленное на втулке вала, прижатое к уплотнительному невращающемуся кольцу, размещенному в корпусе, упругими элементами и имеющее поводки для передачи вращения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности за счет поддержания оптимального режима трения, аксиально-подвижное кольцо соединено с втулкой вала по меньшей мере двумя упругими поводками, выполненными в виде прямоугольных пластин, закрепленных 5 между ответными торцовыми поверхностями упомянутого кольца и,втулки вала, при этом пластины расположены под углом к оси вращения вала, а угол наклона пластин от втулки вала направлен против вращения ва ла.