Торцовое уплотнение

) Е 1631 ПИСА л ЬСТ Г ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 352067, кл. Г 16 3 15/34, 1970,2. Авторское свидетельство СССРР 964318, кл. Г 16 1 15/34, 1981(54)(57) 1. ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ, со держащее контактирующие между собой,уплотнительные кольца, одно из которых подвижное в осевом направлении а другое - вращающееся с перепускными каналами, соединяющими тыльнуюсторону кольца с поверхностью трения, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения надежностипутем улучшения теплоотвода с поверхности трения, на торцовой поверхности трения вращающегося кольца выполнена кольцевая коллекторная система с радиальными или спиральнымиканавками, сообщающими выход перепускных каналов с периферией упомянутого кольца, при зтом на входе перепускных каналов установлено регулируемое заборное устройство.112 ч 148,2. Уплотнение по и. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что регулируемое заборное устройство выполнено . в виде трубки, установленной одним концом в перепускном канале, при этом второй конец срезан под углом к ее оси и ориентирован срезом в сторону вращения кольца. Изобретение относится к унлотне" ниям вращающихся валов, в частности, к торцовым уплотнениям с саморегулируемым зазором для обеспечения режима жидкостного трения, и может быть 5 использовано в насосах, компрессорах, трбинах, газотурбинных двигателях и т.п. устройствах.Известны торцовые уплотнения с подачей затворной жидкости от специальных устройств через питающие :каналы в отдельные камеры или в коль", цевой коллектор (канавку), выполнен ные на торцовой рабочей поверхности одного из колец. При этом камеры 15 или кольцевой коллектор разделяют рабочую поверхность кольца на два уплотнительных пояска для создания жидкостного клина, в зоне которых затворная жидкость подается нод дав лением, превышающим уплотняемоедавление г,1 г.Недостатком известного устройства является то, что камеры соединены питающими каналами со специальными 25 устройствами для подачи жидкости в них под давлением, при этом рабочие полости камер практически являются непроточными, т,е, жидкость через них ие прокачивается (если не считать 30 незначительных утечек, допускаемых при работе уплотнений).Известны кольцевые уплотнения, включающие неподвижное и подвижное кольца пары трения, на одном из ко- . торых выполнены отверстия, соединяющие тыльную сторону кольца с поверхностью трения, при этом отверстия выполнены в подвижном кольце с наклоном в сторону его вращения и под углом 0-75 к плоскости, перпендикуолярной от вала, и соединяют тыльнуго сторотту кольца с выполненной на 3. Уплотнение по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности регулировки уплотнения в процессе эксплуатации9 заборное устройство выгголнено в виде отгибаемых лепестков с возможностью изменения ширины захвата этого уст- ройства поверхности трения цековкой под уг- .лом, меньшим, чем угол, образованный осью отверстия и торцовой поверхностью подвижного кольца 2,г.Недостатком этого уплотнения является то, что в отверстиях и цековках могут скапливаться твердыечастицы, попадаюшие с жидкостью, которые, действуя как абразив, могутпривести к преждевременному износуи повреждению рабочих поверхностей.Кроме того, жидкость, находясь вгтековках в процессе работы, будет разогреваться от поверхности трения, частично переходя в газообразноесостояние. Это может привести к резкому возрастанию давления в цековках, а образовавшиеся пузырьки газа при этом, прорываясь между контактирующими поверхностями уплотнения, могут вызвать вибрацию его элементов, что приведет к разрушению уплотнения и потере его герметичности, особенно при уплотнении воды, керосина, жидг(ого кислорода и других маловязких жидкостей.Цель изобретегтия - повышение надежности путем улучшения теплоотвода с поверхности трения.Указанная цель достигается тем, что в торцовом уплотнении, содержащем контактирующие между собой уплот нительные кольца, одно из которых подвгиное.в осевом направлении, а другое - вращающееся с перепускными каналами, соединяющими тыльнуго сторону кольца с поверхностью трения, на тооттовой поверхности трения вращающегося кольца выполнена кольцевая коллекторная система с радиальными или спиральными канавками, ,сообщающими выход нерепускяых канагтов с пергтАерией упомянутого когть112413ца при этом ня входе перепускных каналов установлено регулируемое заборное устрокство.Регулируемое заборное устройство выполнено в виде трубки, установленной одним концом в перепускном канале, при этом второй конец срезан под углом к ее оси и ориентирован срезом в сторону вращения кольца.С целью обеспечения возможности регулировки уплотнение з аборное устройство выполнено в виде отгибаемых лепестков с возможностью изменения ширины захвата этого устройства,.На Фиг. 1 показано устРойство, разрез, ца Фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1, на Фиг. 3 - разрез Б-Б на Фиг.2; на Фиг. 4 и 5 - варианты регулируемых заборных устройств.Уплотнение состоит из корпуса 1, подвижного в осевом направлении коль ца трения 2, установленного через вторичное уплотнение 3 в корпус 1. Врацающееся кольцо 4 установлено на валу 5 через вторичное уплотнение б и заФиксировано винтом 7. ШтиФты 8 удерживают кольцо 2 от проворота, а пружины 9 поджимают его к вращающемуся кольцу 4, В последнем выполнены перепускные каналы 10, соединяющие тыльную сторону укаэанного кольца с его периФерией через кольцевую коллекторную систему, которая выполнена на его торцовой рабочей поверхности и состоит иэ кольцевой канавки 11 и канавок 12. Канавки 1235 могут быть как радиальными, так и спиральными, причем спирали закручены против направления вращения кольца 4. Вдоль канавок 12 на опорных40 площадках 13 выполнены уклоны 14, направленные в сторону вращения кольца 4. Перепускные каналы 10 наклонены под углом о к оси вращения и под углом Р в сторону вращения коль 45 ца. На входе в перепускные каналы ла кольце 4 выполнено заборное устройство 15, представляющее из себя 5 урт, ограничивающий кольцевую камеОу. Такая конструкция целесообразна,50 когда полость 1 б неполностью заполне. а жидкостью, например, как в опорах ТД, куда она подается специальными 48 4Форсунками (не показано), затем этажидкость откачивается, охлаждаетсяи впрыскивается вновь.В устройствах, где полость 16 полностью заполнена жидкостью, заборные устройства могут быть иного вида для каждого канала 10 (Фиг,и 5). В этом случае их выполняют ввиде трубок,установленных одним концом в каналах 10, второй конец выступает над тыльной стороной кольцаи срезан под угломк ее оси иориентирован срезом в сторону вращения кольца. Кроме того, площадьзаборной части устройства 1 можнорегулировать не только изненениемугла, но и при помощи лепестков18 и 19, для чего трубку, из которойизготовлена заборная.часть, надрезают параллельно тыльной сторонекольца 4 и вдоль ее оси со сторонызабора жидкости, а лепестки 18 и 19отгибают в разные стороны,Уплотнение работает следующимобразом.При остановленном вале герметизация осуществляется давлением среды и силой пружин 9. При вращениивала 5 жидкость из полости 16 черезперепускные каналы 10 и кольцевуюколлекторную систему на рабочей поверхности вращающегося кольца 4прокачивается снова в полость 16,интенсивно охлаждая поверхность трения и препятствуя ее нагреву. Приэтом за счет уклонов 14 уплотнениеработает в гидродинамическом режиметрения. Ресурс и надежность работыторцового уплотнения увеличивается,Величина прокачки через перепускныеканалы 10 и кольцевую коллекторнуюсистему зависит от частоты вращениявала 5, диаметра кольца 4, углов сС инаклона каналов 10, а также геометрии коллекторной системы н заборных устройств. Окончательно указанные параметры устанавливаются придоводке уплотнения. Таким образом, предлагаемое уплотнение позволяет увеличить надежность и ресурс в результате улучшения теплоотвода с поверхности трения.1124148 Составитель И.Пук Техред Т.Фанта едактор К.В Тираж 912 ИПИ Государстве о делам изобре Москва, И,Подписноеиитета СССРоткрытийя наб., д. М 5 1303 ап ППП "Патент", г. Ужгород Проектна Заказ 8258/30БНИ ното к ений и Раушск нкоКорректор Н Коро