Охлаждаемое комбинированное уплотнение

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК аи 112284 з(511 Г 16 .1 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Голубев А. И. Торцовые уплотнения вращающихся валов. М., Машиностроение 1974, с. 190.2. Кондаков Л. А. Уплотнения гидравлических систем. М., Машиностроение, 1972, с. 17, рис. 5 (прототип).(54) (57) ОХЛАЖДАЕМОЕ КОМБИНИРОВАННОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее манжету с выступом над уплотняющей кромкой, торцовое уплотнение, состоящее из опорной и подпружиненной втулок, одна из которых установлена на валу, а другая - в корпусе, и систему охлаждения, соединяющую источник давления с полостью торцового уплотнения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и ресурса работы за счет регулирования усилия поджатия уплотнительных элементов в зависимости от режима работы комбинированного уплотнения, в корпусе концентрично валу установлена полая втулка, на наружной поверхности которой установлена с возможностью перемещения в осевом направлении подпружиненная втулка, а опорная втулка выполнена разъемнои из двух частей, причем в одной установлена манжета, контактирующая с наружной поверхностью полой втулки, а другая имеет внутренний конический участок и . обратно подпружинена с возможностью взаимодействия с выступом манжеты, при этом в корпусе установлены плунжеры е расточками, в которые входят упругие элементы подпружиненной втулки, и полостями, которые соединены посредством каналов с системой охлаждения, сообщающей также полость полой втулки с полостью торцового уплотнения.Изобретение относится к насосостроецию, а именно к уплотнениям валов турбонасосных агрегатов двигателей.Известны торцовые охлаждаемые уплотнения, содержащие опорную и подпружиненную втулки и систему охлаждения с каналами по наружным поверхностям втулок 11,Однако в таких уплотнениях нет прокачки компонента через тело подпружиненной втулки и кольца, в них нет системы регулирования величины поджатия кольца к втулке,в соответствии с режимом работы, что снижает надежность и ресурс работы.Известно охлаждаемое комбинированное уплотнение, содержащее манжету с выступом над уплотняющей кромкой, торцовое уплотнение, состоящее из опорной и подпружиненной втулок, одна из которых установлена на валу, а другая - в корпусе, и систему охлаждения, соединяющую источник давления с полостью торцового уплотнения 12.Однако в данном уплотнении низкая надежность в работе и мал ресурс работы из-за отсутствия системы регулирования величины усилия прижатия уплотнительного кольца к опорной втулке в соответствии с режимом работы. В нем усилие пожатия одинаковое как на малых режимах, где величина уплотняемого давления мала, так и на повышенных режимах, где давление велико. Усилие же поджатия делается таким большим, чтобы на максимальных режимах не было течи. Тогда на минимальных режимах холостого хода, где нет в этом необходимости, кольцо, максимально поджатое, также усиленно изнашивается, что приводит к сокращению ресурса работы, преждевременным поломкам, снижению надежности. В нем система охлаждения находится на некотором удалении от трущейся пары, где максимум выделения тепла, узел плохо охлаждается, что приводит к повышенному износу пары, снижению ресурса и надежности работы.Цельо изобретения является повышение надежности и ресурса работы за счет регулирования усилия поджатия уплотнительных элементов в зависимости от режима работы комбинированного уплотнения.Поставленная цель достигается тем, что в охлгждаемом комбинированном уплотнении, содержащем манжету с выступом над уплотняющей кромкой, торцовое уплотнение, состоящее из опорной и подпружиненной втулок, одна из которых установлена на валу, а другая - в корпусе, и систему охлаждения, соединяющую источник давления с полостью торцового уплотнения, в корпусе концентрично валу установлена полая втулка, на наружной поверхности которой установлена с возможностью перемещения в осевом направлении подпружиненная втулка, а опорная втулка выполнена 5 10 15 го 25 30 35 40 45 50 55 разъемной из двух частей, причем в одной установлена манжета, контактируюьцая с наружной поверхностью полой втулки, а другая имеет внутренний конический участок и обратно подпружинена с возможностью взаимодействия с выступом манжеты, при этом в корпусе установлены плуцжеры с расточками, в которые входят упругие элементы подпружиненной втулки, и полостями, которые соединены посредством каналов с системой охлаждения, сообщающей также полость полой втулки с полостью торцового уплотнения.На фиг. 1 показано уплотнение, обший вид; на фиг, 2 - то же, при изменении перепада давления; . на фиг. 3 - разрез А - А на фиг. 1 (по выступу корпуса уплотнений с каналами для подвода и отвода охлаждающего компонента).На валу 1 установлена опорная втулка торцового уплотнения, состоящая из опорного диска 2 и опорной втулки 3, подпружиненной с возможностью осевых перемещений, а между ними установлена тарельчатая пружина 4. В опорном диске 2 закреплена манжета 5 с выступом 6 над уплотняющей кромкой Втулка 3 снабжена выступом с внутренней конической поверхностью 7, наклонной к оси уплотнения. К опорной втулке 3 прижато уплотнительное кольцо 8, имеющее кольцевую канавку 9 и закрепленное в подпружиненной втулке 10, снабженной кольцевой канавкой 11. На торце втулки 10 имеются расточки, в которые установлены пружины 12, вторые концы которых входят в расточки плунжеров 13, размещенных в отверстиях корпуса 14 уплотнений, уста. новленного в корпусе 15 насоса. Корпус 14 уплотнений имеет полую втулку, образованную кольцом и кольцевым выступом 16, по которому центрируются уплотняющая кромка манжеты 5 и через кольца подпружиненная втулка 10. В зоне канавки 11 на выступе 16 имеются отверстия 17, соединяющие канавку 11 с каналами в кольце 18. Кольцо 18 имеет под уплотняющей кромкой манжеты 5 кольцевую замкнутую полость 19, соединенную каналами 20 с каналами 21 в корпусе 14, которые соединены с отверстиями 22 в корпусе 15, служащими для подвода компонента 23 из одной из ступеней насоса. В корпусе 14 имеются отверстия 24, соединяющие полость плунжеров 13 с каналами 21. В кольце 18 имеются каналы 25, соединяющие полость 19 с отверстиями 17 в выступе 16. На валу 1 установлена турбина 26.Во время работы уплотнения в составе турбонасосного агрегата манжета 5 уплотняющей кромкой охватывает с натягом выступ 16 корпуса 14 и обеспечивает герметичность на малых режимах работы. В это же время пружины 12 через втулку 10 прижимают кольцо 8 к втулке 3, обеспечиваягерметичность в торцовом уплотнении. На выходе после одной из ступеней насоса отбирается часть компонента 23 и по каналам подается в каналы 21, откуда по каналам 20 компонент поступает в полость 19, заполняет эту полость, а затем по каналам 25 и отверстиям 17 подается в кольцевую канавку 11, из нее по отверстиям во втулке 10 и кольце 8 компонент поступает в канавку 9, из которой по радиальным пазам в кольце 8 выходит в полость корпуса уплотнений. По всему пути следования компонент 23 омывает стенки деталей, отбирает тепло и надежно охлаждает их. Под кромкой манжеты охлаждение обеспечивается по всей окружности с непрерывной сменой компонента. Компонент проходит внутри подпружиненной втулки 10 и внутри кольца 8, обеспечивая их надежное охлаждение с непрерывным протоком компонента. Величина усилия от пружин 12 и величина натяга кромки манжеты делаются такими малыми, чтобы обеспечивалась герметичность только на малых режимах работы. С увеличением режима работы возрастает величина давления за насосами. Повышенное давление поступает и в каналы 21, откуда по отверсТиям 24 поступает в полость плунжеров 13 и сжимает пружины 12, увеличивая силу поджатия втулки 10 к втулке 3. Увеличенная сила прижатия втулки 3 сжимает пружину 4, и втулка 3 перемащается в сторону манжеты 5, при этом скосом нажимает на выступ 6 манжеты и увеличивает 5 силу обжатия уплотнительной кромкой манжеты выступа 16. Чем выше режим, тем больше давление компонента 23, тем больше величина перемещений плунжеров 13, сжимающих пружины 12, увеличивается сила прижатия кольца 8 к втулке 3, больше величины перемещений втулки 3, прижатия скоса к выступу 6 и натяга кромки, больше герметичность как по торцовым, так и по манжетному уплотнениям.При снижении режима работы давление 1 за насосами падает, уменьшается и величина давления, которое надо уплотнять. При этом падает давление в полости плунжеров и уменьшается величина натяга манжеты и прижатие кольца.Таким образом, обеспечивается гер метиза ция в полном соответствии с режимом работы и слабое прижатие на малых режимах, что уменьшает износ по манжете и кольцу, увеличивается ресурс работы и повышается надежность работы. Обеспечивается надеж ное охлаждение как уплотнительной кромкиманжеты, так и уплотнительного кольца, что уменьшает их износы, увеличивает ресурс работы и повышает надежность работы.аь И. Пашерес 1130 лиал Редактор И. ШуллЗакаэ 819/31В С остави Техред И Тираж 91 ИИПИ Государственн по делам изобрете 35, Москва, Ж - 35, ППП Патент, г. У ко Корректор М. Максичишинец Подписное ого комитета СССР ний и открытий Раушская наб., д. 4/5 жгород, ул. Проектная,