Уплотнение вращающегося вала

СОЮЗ СОВЕТСИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 89 А 1 9) ЕСПУБЛИ 16 ) 15/4 НИЯ ки ту том ВА(57) Испол ьзов компрессоров тения; устройс подвода затво ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОС ие; в конструкции насосов, турбин, Сущность изобрео содержит корпус, камеру ной жидкости, установленИзобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения вращающихся валов насосов, компрессоров и турбин.Известно уплотнение вращающегося вала, содержащее корпус, камеру подвода затворной среды, установленное с дросселирующим зазором относительно вала плавающее кольцо, торцевая упорная поверхность которого сообщена с камерой подвода рабочей среды.Недостатком данного уплотнения является низкая надежность, т.к. отсутствие эффективного охлаждения торцевой упорной поверхности может привести к перегреву плаваюшего кольца, торцевой упорной поверхности и выходу из строя уплотнения.Наиболее близким к предлагаемому является уплотнение вращающегося вала, содержащее корпус, камеру подвода ное с дросселирующим зазором относительно вала плавающее кольцо, торцовая поверхность которого разделена кольцевой проточкой на два участка, выполненных ступенчато. Участок, близлежащий к валу, образует с корпусом дросселирующий зазор к полости низкого давления. На торцевой упорной поверхности периферийного участка выполнен концентрично проточке полуоткрытый канал и радиальные полуоткрытые каналы, Радиальные полуоткрытые каналы выполнены чередующимися по окружности и соединяют кольцевой полуоткрытый канал с камерой подвода затворной жидкости и кольцевой проточкой 7, 1 ил. затворнои среды, установленное с дросселирующим зазором относительно вала плавающее кольцо, торцевая упорная поверхность которого разделена кольцевой проточкой на два участка, выполненных ступенчато, при этом близлежащий к валу участок образует с корпусом дросселирующий зазор, а на торцевой упорной поверхности выполнены радиальные полуоткрытые каналы. В этом уплотнении организован проток масла через торцевую упорную поверхность, что в целом улучшает охлаждение кольца, Однако, при работе плавающего кольца в тяжелых условиях (повышенные осевые силы, амплитуда и частота радиальных перемещений кольца) при малых дросселирующих зазорах между близлежащей к валу участка торцевой поверхности и корпусом, ограничивающий расход затворной среды через торцевую поверхность, охлаж 178981050 55 дение трущегося участка торцевой упорной поверхности будет происходить только в районе радиальных полуоткрытых каналов, что вызовет перегрев неохлажденных участков трущейся торцевой поверхности кольца, их пригорание и выход из строя уплотнения, снижая тем самым надежность уплотнения.Целью изобретения является повышение надежности уплотнения вращающегося вала за счет улучшения тепловой разгрузки трущейся торцевой упорной поверхности пл а ва ю щего кол ьца.Указанная цель достигается тем, что в известном уплотнении, содержащем корпус с камерой подвода затворной среды, в которой с дросселирую,",м зазором относительно вала установлено плавающее кольцо, торцовая упорная поверхность которого разделена кол :ай прото кой на два участка, причем между участком со стороны вала и корпусом образован дросселирующий зазор, а на другом уч утке выполнены радиальные полуоткрытые каналы, согласно изобретению, на торцевой упорной поверхности плавающего кольца над кольцевой проточкой концентрично последней выполнен кольцевой полуоткрытый канал, а радиальные каналы расположены равномерно по окружности с поочередным соединением кольцевого полуоткрытого канала с камерой подвода затворной среды и кольцевой проточкой.Выполнение на торцовой поверхности периферийного участка кольца концентрично проточке кольцевого полуоткрытого канала, соединенного посредством равномерно чередующихся по окружности радиальными каналами с камерой подвода затворной среды и кольцевой проточкой позволит организовать проток затворной среды по всей длине трущейся торцовой поверхности периферийного участка кольца, исключая появление неохлажденных зон и пригорания трущейся поверхности кольца, что дает возможность обеспечить эффективное охлаждение кольца при его работе в тяжелых условиях, повысив тем самым надежность уплотнения.Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлен продольный разрез уплотнения вращающегося вала,Уплотнение вращающегося вала содержит корпус 1, камеру 2 подвода затворной среды, установленное с дросселирующим зазором 3 относительно вала 4, плавающее кольцо 5, торцовая поверхность 6 которого разделена кольцевой проточкой 7, на два участка 8 и 9, выполненных ступенчато, при этом участок 9, близлежащий к валу 4, образует с корпусом 1 дросселирующий зазор 10 5 10 15 20 25 30 35 40 45 к полости 11 низкого давления, а кольцевая проточка 7 соединена радиальными полуоткрытыми каналами 12 с камерой 2 подвода затворной среды. На торцевой упорной поверхности периферийного участка 8 выполнен концентрично проточке 7 кольцевой полуоткрытый канал 13, соединенный посредством равномерно чередующимися по окружности радиальными полуоткрытыми каналами 12 с камерой подвода 2 затворной среды и кольцевой проточкой 7,Уплотнение работает следующим образом.При вращении вала 4 и подвода под давлением в камеру 2 рабочей среды, последняя дросселируясь в зазоре 3 плавающего кольца 5, приводит к возникновению центрирующей силы, обеспечивающей радиальную подвижность кольца 5, благодаря которой последнее отслеживает поперечные перемещения вала 4. Кроме того, рабочая среда под давлением проходит из камеры 2 по каналам 12 и 13 к кольцевой проточке 7, где выравнивается ее давление перед входом в дросселирующий зазор 10, что снижает вероятность возникновения эксцентричности осевых сил на кольце 5, способствующих его угловым колебаниям, а сообщение кольцевой проточки 7 с камерой 2 подвода рабочей среды посредством равномерно чередующимися по окружности каналами 12 и каналом 13, выполненным концентрично кольцевой проточке 7 позволит организовать проток рабочей среды по всей длине трущейся торцевой поверхности 16 периферийного участка 8, исключая появления неохлажденных зон и пригорания трущейся поверхности кольца 5 при работе последнего в условиях повышенной радиальной подвижности, что дает возможность производить эффективное охлаждение кольца при его работе в тяжелых условиях, повышая тем самым надежность уплотнения. Причем, чем хуже условия работы кольца, тем больше нагревается рабочая среда в каналах 12 и 13, что повышает вязкость среды и увеличивает расход ее через дросселирующий зазор 10 в полость 11 низкого давления, тем самым увеличивая отвод тепла из зоны его выделения между трущейся поверхностью периферийного участка 6 кольца 5 и корпусом 1 уплотнения, При этом общий расход среды через уплотнение не изменится, т,к. эффективный отвод тепла из зоны трения кольца 5 о корпус 1 позволит поддерживать температуру кольца 5 постоянной приизменении режима работы кольца, исключив тем самым возможность увеличения температуры в зоне дросселирующего зазора 3 между кольцом 5 и валом 41789810 Соста вител ь Г. Гром ы кТехред М.Моргентал дакт орректор М,Андрушенко аказ 341 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 изводственно-издательский комбинат "Па жгород, ул.Гагарина, 101 и соответственно увеличивая расход среды через зазор 3.Таким образом повышается надежность работы уплотнения путем более полной тепловой разгрузки плавающего кольца Формула изобретения Уплотнение вращающегося вала, содержащее корпус с камерой подвода затворной среды, в которой установлено с дросселирующим зазором относительно вала плавающее кольцо, торцевая упорная поверхность которого разделена кольцевой проточкой на два участка, причем между участком со стороны вала и корпусом образован дросселирующий зазор, а на другом участке при его работе в нагруженном состоянии на повышенных амплитудах и частотах радиальных перемещений кольца вслед за поперечными колебаниями вала,5 выполнены радиальные полуоткрытые каналы, отл ича ю щееся тем,что наторцевой 10 упорной поверхности плавающего кольцанад кольцевой проточкой концентрично последней выполнен кольцевой полуоткрытый канал, а радиальные каналы расположены равномерно по окружности с поочереднь 1 м 15 соединением кольцевого полуоткрытого канала с камерой подвода затворной среды и кольцевой проточкой.