Аксиальное уплотнение

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) 01) 51)516 1 15/34 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯн двтсвснснн свнввтвсъствн е,2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Захаров Б.С. Повышение работоспособности и надежности торцовыхуплотнений насосов нефтехимическихпроизводств. обзорная информация,Н,: ЦНИИТЭНефтехим, 1984,(57) Изобретение позволяет повыситьнадежность аксиального уплотнениявращающегося вала. Вращающееся 2и неподвижное 1 уплотнительные кольца имеют гидромеханические смазочныеканавки, расположенные в чередующемся порядке по внутреннему и наружному контурам уплотнительного пояска, Минимальная ширина пояска равнасумме величин глубин канавок 4 и 5.Минимальное расстояние между .ближайшими канавками, расположенными наоазных контурах, равно наименьшейразности значений ширины пояска иглубины соответствующей. канавки. Расстояния от любой канавки на одномконтуре до двух смежных на другомконтуре равны между собой. Из парыканавок на разных контурах первойпо ходу вращения расположена канавка, размещенная со стороны меньшегодавления, Несимметричное расположение смежных канавок на разных контурах позволяет получить минимальныеутечки. 6 ил.45 50 Изобретение относится к машиностроению и преимущественно к области уплотнительНой техники.Целью изобретения является повышение напежности уплотнения.На фиг,1 показано аксиэльное уплотнение, продольный разрез; на фиг2 - взаимное расположение канавок на неподвижном кольце при подвижном кольце, вращающемся по часовой стрелке при направлении и подводе избыточного давления уплотняемой среды со стороны внешнего контура; на фиг.3 - то же, на подвижном кольце; на фиг,4 - то же, на неподвижном кольце при подводе избыточного давления уплотняемой среды со стороны внутреннего контура, на фиг.5 - то же на подвижном кольце; на фиг.6 - расположение канавок, вариант.Аксиальное уплотнение вращающихся валов состоит из невращающегося 1 и вращающегося 2 уплотнительных колец, упруго поджатых одно к другому пружиной 3 и контактирующих своими торцовыми поверхностями, Уплотнительный поясок невращэющегося уплотнительного кольца (Фиг.2) имеет канавкис радиальной глубиной К нд наружном контуре и канавки 5 с радиальной глубиной К на внутреннем контуре, причем ширина уплотнительного пояска равна сумме их радиальных глубин: Т ) К.+КПри этом наименьшее расстояниемежду двумя наиболее близкими точками канавок внешнего или внутрен.-.него контура равно минимально допустимой величине уплотнительного пояска, выбираемой из условия обеспечения необходимой герметичности уплотнения и которая должна быть не менее 3-4 мм,Уплотнение работает следующим обрязом,При внешнем нагружении колец, т,е.когда давление среды на перифериикольца больше, чем давление в центре (Р ) Р), а вращение сопряженного попвижного кольца происходит почасовой стрелке, величина утечки вгидродинамических уплотнениях с канавками на наружных и внутреннемконтурах (фиг. 2) так же, как и вуплотнениях с эллиптическим контуром 1 О 15 20 25 30 35 40 зависит от перепаЧа аавления Д Р- Р 2 - Р и переноса частичек жидкости прилипших кповерхности вращающегося кольца из области высокого давления Р в область низкого давления, В случае нулевого перепада давления ЯР =. 0, Р = Р ) в такихуплотнениях может быть утечка за счетодного переноса, например из точкиа в точку Ь, Величина утечки жидкости зависит от длины пути, ее частиц, равной дуге окружности Я, и движения жидкости, а также от удельнойнагрузки в паре трения,При больших удельных нагрузкахи при достаточно большом пути Б частички жидкости под действием выделяющегося при трении тепла разрушаютсяи испаряются, В этом случае утечканезначительна и визуально может бытьне замечена,При более низких удельных нагрузках и относительно малом пути Б частицы жидкости не успевают раэрушатьсяи испаряться и выносятся из областиР в область Р, и величина утечкивозрастет,В случае положительного перепадаЛавления 0,Р = Р - Р, 0 траекториидвижения частичек жидкости, переносимых вращающимся кольцом, изменяютсяи представляют собой спирали Архимеда(фиг.2т,т, ЬЪ и т,д,), Утечки при этом возрастут, так как сократятся пути Б от периферии к центру.0 ля увеличения пути Б частиц жйдкости необходимо максимально разцвинуть канавки в окружном направлении,но с другой стороны, расстояние додругой смежной канавки должно бытьбольше минимальной величины , которая зависит от размера и режимаработы уплотнений, Позицией 6 по-казана зона обильной смазки олной изканавок,На фиг.6 показан оин из вариантоввыполнения уплотнения с четырьмя канавками на наружном контуре и четырьмя канавками на внутреннем. Количество канавок зависит от необходимогопути Б, обеспечивающего одновоеменно минимальную утечку и хооошую смазку и охлаждение всей поверхноститрения.В рассмотренных случаях предполагается положительный перепад вавлений ЕР = Р - РО. Смазка пери 2ферийных участков кольца осуществляется как за счет 1 ечения жидкости к центру под действием перепада давлений, так и за счет переноса ее частичек вращающимся кольцом, а на внутренних участках поверхности кольца за5 счет переноса просочившейся через уплотнение жидкости или промывочной жидкости, подаваемой в полость с низким давлением Р (например, воды), При этом смазка и охлаждение внутренних участков могут оказаться недостаточными, поэтому одним из вариантов исполнения уплотнения предусмотрено увеличение количества канавок на внутреннем контуое (фиг.7). При внутреннем нагружении кольца при Р, ) Р аля достижения ранее указанного эффекта необходимо расположить ь канавки, как на Фиг,1,20При выполнении канавок на подвижных кольцах и при Р Р, их необходимо располагать согласно Фиг,3 или при Р,Р, Фиг,5.При изменении направления вращения канавки должны располагаться. зеркально приведенным примерам.В связи с тем, что в уплотнении осуществляется принудительная смазка, всей поверхности уплотнительных 30 колец за счет переноса жидкости вращающимся кольцом, износостойкость и долговечность всего уплотнения значительно возрастут, а выполнение несимметричного расположения смежных канавок на разных контурах позволяет получить минимальные утечки в уплотнении.Формула изобретенияАксиальное уплотнение воащающегося вала, содержащее упруго поджатые друг к лругу вращающееся и неподвижное уплотнительные кольца с гидролинамическими смазочными канавками, расположенными в чередующемся порядке по внутреннему и наружному контурам. уплотнительного пояскао т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения належности уплотнения, минимальная ширина уплотнительного пояска равна сумме величин глубин канавок на наружном и внутреннем контурах, а минимальное расстояние между ближайшими канавками, расположенными на разных контурах, равно наименьшей разности значений ширины уплотнительного пояска и глубины соответствующей канавки, причем расстояния от любой канавки на одном контуре до двух смежных на другом контуре не равны между собой, при этом из пары канавок на разных контурах первой по ходу вращения расположена канавка, размещенная со стороны меньшего давления.1707372 г нко Реда кт ектор Й.Обруча та оизводственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород ул.Гагарина, 191 аказ НИИП Соста вит ельунько Техред И.Ио 56 Тираж ПодпиГосударственного комитета по изобретениям и113935 Москва ЖРаушская наб оеткрытиям при Г дМ 5