Двойное торцовое уплотнение вала

,1153 ЕНИ И АВТОРСКО ВИ ЕТ ЕЛЬ узалевскии ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов(56) Торцовые уплотнения для центробежных насосов. Каталог, ЦИНТИхимцефтемаш, М., 1980.Патент ФРГ1525558, кл. Р 16,1 15/34, опублик. 1975.(54) (57) 1. ДВОЙНОЕ ТОРЦОВОЕ УТ 1 ЛОТНЕНИЕ ВАЛА, например, компрессорных машин, состоящее из корпуса уплотнения, помещенцого и уплотненного в корпусе машины, подпрукиненцой втулки и закрепленной ца валу обоймы с двойными концентрическими контактными поверхностями, между которыми выполнен кольцевой коллектор, к которому подводится через отверстия во втулке запирающая охлаждающая кидкость, а из обоймы она отводится, отличаюиеесн тем, что, с целью повышения надежности и работоспособности за счет стабилизации силового и теплового режимов, втулка выполнена ступенчатой с уплотнением по наружным поверхностям ступеней, располокенных на медиаце относительно контактных поверхностей, причем площадь контактной поверхности от полости низкого давления до запирающей охлаждающей жидкости выполнена меньше площади контактной поверхности от полости высокого давления до запирающей охлаждающей жидкости, в обойме выполнены отверстия, вход которых соединен с кольцевым коллектором, а выход выполнен калиброванным, отличным от входа, и направлен в выполненную н корпусе уплотнения проточку.2. Уплотнение по п. 1, огли аоиеесн тем, что корпус уплотнения выполнен из двух частей, каждая цз которых размещена и уплотнена относительно соответствующей ступени втулки, а относительно корпуса машины одна часть корпуса уплотнения уплотнена по цилиндрической поверхности, а другая - по плоскости, перпендикулярной оси цилиндрической поверхности корпуса машины.213296 Изобретение относится к уплотнительцойтехнике, например, для компрессорных машин и насосов.Цель изобретения - повышение наде)кности и работоспособности за счет стабилизации силового и теплового режимов.На фиг. 1 изображено двойное торцовоеуплотнение вала, разрез; ца фиг. 2 -- разрез Л - А ца фиг. 1; ца фиг. 3 -- разрез Б - -Бна фиг, .Двойное торцовое уплотнение вала состоит из корпуса ,.выполненного из двухчастей: стакана 2 и вставки 3, каждая изкоторых уплотнена резиновыми кольцами 4и 5 по наружным цилинлрическим поверхностям 6 и 7 втулки 8, а относительнокорпуса 9 машины резиновыми кольцами 10и 11 одна часть - ио цилиндрическойповерхности, друга - по плоскости, перпецдикулрной оси цилиндрической поверхности; обоймы 12, уплотненной резиновым кольцом 13 ца валу 14,Разделение корпуса уцлопения ца двечасти позволяет исклочцтьзаедаци гри смешении втулки 8, стабилизировать осевуюсилу.Втулка 8 имеет двойные концентрические контактные поверхности 15 и 16 с ацтцфрикциоццой поверхностью трения, междуними выполнен кольцевой коллектор 17, ккоторому подводится через отверстия 18 запирающаяся охлаждающая жилкость. Втулка выполнена ступенчатой, с углотгСне(по наружным поверхностям 6 и 7 ступеней,расположенных на медиане относительноконтактных поверхностей 15 и 16. ПричемьчСшцяя поверхность 15, воспринимающаяполный перепад давления полости 19 запирающей охлаждаюгцей жидкости по плошали контакта меньше другой внутренней поверхности 16 в соотношении 1:21:3 иболее. Втулка 8 пру)кипами 20 поджнмаетсяк обойме 12 и удерживается от вращенияц(тпфтом 21.Обойма 12 имеет такие же, как ц втулка 8, двойные коцецтрические контактныеповерхности 15 и 6 с ацтифрикционцойповерхностью трения, между которыми выполнен кольцевой коллектор 17, к последнему подводится через отверстия 18 во втулке 8 запирающая охлаждающая жидкость.В теле обоймы 2 выполнены отверстия22 и 23, вход которых соединен с кольцевым коллектором 17, а калиброванцыцвыход 22с проточкой 24 стакана 2корпуса уплотнения.Двойцое торцевое уплотнение вала работает следуоцим образом.В полость 19 охлажлающей занцрающей )кцдкости поступает, например, турбинное масло с Лавлецием, превышающим давление в полости 25 высокого лавления среды ца 1 - 5 кг/сг. Обойма 12 вращаетсяс валом 14, а втулка 8 гн)джимается ксоответствуощим поверхностям 15 и 16 обой 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 2мы 12. Вставка 3 полжимается перепадом давления полостей 19 и 25 и усилием пружин 20 к корпусу 9 машины, уплотнение осуществляется резиновым кольцом 11. Запирающая охлаждающая жидкость из полости 19 поступает через отверстия 18 в коллектор 17 и плотно запирает двойные концентрические контактные поверхности 15 и 16. Запирающая жидкость проходит через отверстия 23, вход которых соединен с кольцевым коллектором 17, а выход выполнен калиброванным, отличным от входа и направлен в проточку 24 корпуса 1, Проточка поворачивает поток жидкости и направляет его ца бурт втулки 8, чем достигается улучшение теплоотвода от втулки. Площадь сечения калиброванного выхода определяется из условия необхолимого расхода охла)кдающей жидкости.Разница диаметров, на которых расположены входы и калиброванные выходы отверстий, создает насосный эффект, зависящий от скорости вращения вала. Калиброванный выход отверстий создает условия неизменного расчетного расхода охлаждаюцей запирающей жидкости при постоянной скорости вращения вала, а насосный эффект увеличивает расход жидкости при увели(ении скорости вращения вала, и уменьИаетпрц уменьшении, что соответствует тепловылеленцю в паре трения уплотнения. Такая конструкция позволяет стабилцзироваь теплоотвод при изменя 0(цейс 51 скорости вращения вала,В пусковых режимах возможнь; случаи наличия большого давления уплотняюшей жидкости при отсутствии давления газа, цри этом возникают большие удельные давления в контакте пары трения, Дл надеж(ей работы пары трения необходимо стабильно поддерживать оптималыое удельное давление в контакте пары трения на всех режимах работы уплотнения.Для обеспечения независимости удельных давлений в контакте пары трения от изме- цени давлений газа и уплотняющей жидкости втулка 8 выполнена ступенчатой, поверхности ступеней расположены на медиане относительно контактных поверхностей 15 ц 16, т. е. посередине площадей контактных поверхностей 5 и 16. В этом случае удельное давление в контакте определяется только силой пружин 20.В зависимости от ре)кима работы меняется также форма торцового зазора пары тре;ия в результате термических деформаций цри выделении тепла трения под действием гидравличес(сихсил. Уплотняюшая гц)верхцость 16 находится под небольшим перепадом давлений полостей 19 и 25 (в 5 )сг/схг), который поддерживается автоматически. Г 1 оэтому изменение давления в слое охлаждающей запирающей жидкости в районе пв(рхпости 16 мало Ви 5 ет и) Осевос. усилие. Поясок находится пол полным давле3296 гг 121ьнием полости 19 (до 120 кг/см). Поэтому изменение давления в слое охлаждающей запирающей жидкости в районе поверхности 16 сильно влияет на осевое усилие.Для уменьшения влияния изменения осевых сил, воздействующих на контактные поверхности 5 и 16, от изменения давления в полостях 19 и 25 как следствие изменения режима работы, необходимо уменьшать площадь поверхности 15. Однако ширина пояска не может выполняться слишком малой ввиду условий прочности (на него воздействует полный перепад давления полостей 19 и 26). Поэтому в результате расчета и опыта проектирования контактная поверхность 15, воспринимающая перепад давления запирающая охлаждающая жидкость - низкое давление, по площади контакта меньше контактной поверхности 16 в соотношении 1;2 - 1:3 и более,Предлагаемая конструкция позволяет стабилизировать силовой и тепловой режимы работы уплотнения. у 20 17 25Соста Техредактор В. Петрашказ 770/49Тираж ВНИИПИ Государст по делам изоб 113035. Москва, Ж -лиал ППП Г 1 атент,