Торцовое уплотнение вала с регулируемой утечкой агента

п 11 48662 ОПЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(32) Приорите Государствениыи комите Совета Министров СССР 53) УДК 62-762.643.7(088.8) убликовано 05.03.74. Бюллетеньпо делам изобретеии и открытийата опубликования оппсани 2) Авторыизобретения1) Заявитель Н, В. Передрий и К. В. Лисицин сесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт атомного и энергетического насосостроения(54) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА С РЕГУЛИРУЕМО УТЕЧКОЙ АГЕНТАИзобретение относится к уплотнениям вращающихся валов, проходящих через полости с высоким перепадом давления жидкости, в частности к торцовым уплотнениям с регулируемой или ограниченной утечкой, и может быть использовано в циркуляционных насосах для систем питания паровых котлов тепловых электростанций пли для теплообменных петель атомных электростанций.Известны торцовые уплотнения с регулп руемой утечкой агента, с корпусом, разделенным перегородкой, на полости высокого и низкого давлений, в котором на вращающемся валу закреплен уплотнительный элемент, взаимодействующий с невращающимся и под вижным в осевом направлении вторым уплотнительным элементом, расположенным в центральном отверстии перегородки и несущим в полости низкого давления кольцевой поршень.В таких уплотнениях бывают непараллель ности или перекосы уплотнительных поверхностей вращающегося и неподвижного элемента, обусловленные неточностями механической обработки и сборки, тепловыми деформациями и деформациями от сил давления, а также 25 перекосами самого вала. Поскольку толщина жидкостной пленки между уплотнительными поверхностями весьма мала, то такие перекосы могут вызывать непосредственный контакт уплотнительных поверхностей, а в результате 30 пзно", повышенную утечку и выход пз строя уплотнения,Цель изобретения - обеспечение компенсаций непараллельности уплотнительных поверхностей.Это достигается тем, что в предлагаемом уплотнении вращающийся уплотнптельный элемент выполнен с самоустанавливающимся следящим устройством. Это устройство прсдставляет собой кольцо, шарнирно установленное в канавке вращающегося уплотнптельного элемента и опирающееся на подушку пз вязкой жидкости, герметично уплотненной в этой канавке. В результате рабочая поверхность вращающегося уплотнительного элемента оказывается включенной в гидравлическую следящую систему кольцо - вязкая жпдкость - вращающийся уплотнптельный элемент, обладающую высоким быстродействием и в то же время достаточной жесткостью. Это особенно важно в случае значительных величин непараллельностп уплотнптельных поверхностей.На чертеже изображено предлагаемое уплотнение, продольный разрез и разрез по А - А.Уплотнение имеет корпус 1, разделенный поперечной перегородкой 2 на полости высокого Ро и низкого Р, давления, В центральном отверстии диаметром 4 перегородки 2 шарнирно и с возможностью осевого перемещения установлен неподвижный уплотнительный элемент 3, соединенный с поршнем 4, помещенным в полости нпзкого давления Р,. Поршень 4 зафиксирован от вращения штифтом 5. На валу помещен и закреплен гайкой 7 вращающийся уплотнительный элемент 8, Рабочая поверхность уплотнительного элемента 8 выполнена в виде кольца 9, шарнирно установленного в канавке элемента 8 и опирающегося на подушку из вязкой жидкости Б, герметично уплотненной упругими кольцами 10. Кольцо 9 зафиксировано от вращения штифтом 11. Между уплотнительпыми поверхностями элементов 3 и 8 имеется зазор 12.На рабочей поверхности кольца 9 выполнена кольцевая канавка 13 с внутренним диаметром с, равным д разделяющая се на два уплотнительных пояска - поясок 14 с плоской непрерывной поверхностью и поясок 15, разделенный радиальными канавками 1 б на ряд опорных площадок 1.При работе уплотнения жидкость из полости высокого давления Ро, протекая через зазор 12 в полость низкого давления Рь оказыьает давление на уплотнительные поверхности элементов 3 и 8, разжимая их и увеличивая тем самым зазор 12 между ними, В свою очередь, жидкость в полости давления Рь действуя на левую поверхность поршня 4, сжимает уплотнительные поверхности элементов 3 и 8, уменьшая зазор 12. Поскольку эти силы действуют на противоположные стороны одного и того же неподвижного элемента 3, то при их ,неравенстве элемент 3 будет перемещаться в осевом направлении приближаясь или удаляясь от вращающегося уплотнительного кольца 9 до достижения равновесия сил, тем самым регулируя взаимное положение уплотнительных поверхностей, а, значит, и величину зазора 12, В результате поддерживается заданная толщина жидкостной пленки между уплотнительными поверхностями, устанавливаемая, например, дросселирующей шайбой, располагаемой вне корпуса уплотнения (на чертеже не показана). При перекосе уплотнительных поверхностей элементов 3 и 8 вследствие неточностей изготовления и сборки, а также механических и тепловых деформаций уплотнения и вала на опорных площадках 17 уплотнительного кольца 9 будут возникать гидродинамические силы, стремящиеся выров нить угловое положение уплотнительных поверхностей в сторону их строгой параллельности. Ввиду того, что кольцо 9 обладает намного меньшей инерцией, чем неподвижный уплотнительный элемент 3 с поршнем 4, быстро действие гидравлической следящей системыкольцо 9 - вязкая жидкость Б - уплотнительный элемент 8 оказывается гораздо более высокими, чем быстродействие самоустанавливающегося следящего устройства в из вестных уплотнениях, что позволяет быстро инадежно компенсировать даже значительные перекосы уплотнительных поверхностей,Предмет изобретения25Торцовое уплотнение вала с регулируемойутечкой агента с корпусом, разделенным перегородкой на полости высокого и низкого давлений, в котором на вращающемся валу за 30 креплен уплотнительный элемент, взаимодействующий с невращающимся и подвижным восевом направлении вторым уплотнительнымэлементом, расположенным в центральном отверстии перегородки и несущим в полости низ 35 кого давления кольцевой поршень, о тл и ч аю щ е е с я тем, что, с целью компенсации непараллельности уплотнительных поверхностей,в уплотнительном элементе, закрепленном навалу со стороны, обращенной ко второму уп 40 лотнительному элементу, выполнена канавка,заполненная вязкой жидкостью, воспринимающей воздействие уплотненного в этой канавкекольцевого поршня,Заказ 179/1)ЦНИИ ПодписноеР ипография, пр. Сапунова,Р,з Изд.598осударственного коми по делам изобретен Москва, Ж, Рауш Тираж 875ета Совета Министровй и открытийсая наб., д. 4/5 77 8 Г