Торцовое уплотнение

О П И С А Н И И )868216ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски иСоциалистическикРеспублик(22) Заявлено 050479 (2 ) 2747634/25-08с присоедкнением заявки Рй(5 )М. Кл. Г 16,3 5/34 Гасударственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(72) Авторы иэобретени Всесоюзный научно-исследоват(71) Заявител конструкторский институт атом насосостроен4) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕН ляется тор щее распол давления н уплотнитель которых обрэлементом и ной торцово рованным от с ним кольц овое уттлотнение, женные в полости подвижный и враща ные элементы, ка азован основным н прилегающим к не й поверхностью и относительного и содержа высоког ющийсяждый из есущим му тыль зафикси оворота ом пары трения 12 ни йусеНаиболее бдической сущнос ехниму яв зким и своей агаем и к пр Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения вращающихсявалов различных типов центробежныхи других насосов,Известно торцовое уплотнение, укоторого на рабочей торцовой поверхности неподвижного кольца выполненызамкнутые камеры, а на рабочей торцовой поверхности вращающегося кольца -питающие радиальные каналы, сообщенные с осевыми каналами, выполненныев этом же кольце 11Выполнение камер, радиальных иосевых каналов в известном уплотнеи позволяет существенно улучшитьусловия смазки рабочих поверхностей,улучшить условия теплоотвода в торцовой щели, но не предотвращают деформаций контактирующих поверхностесвязанных с угловыми поворотами ихчения. В связи с технологическими погрешностями влиянием температур и давления среды в сечениях колец пары трения действуют моменты, вызывающие их угловой проворот, Указанное приводит к большим контактным давлениям в стыках, износу их трущихся поверхностей и выходу из строя уплотнения,Цель изобретения - повышение надежности и долговечности уплотнения за счет предотвращения непараллельностей торцовых поверхностей колец пары трения от углового поворота их сечения.ЗО разом. 50 Указанная цель достигается тем, что на тыльных торцовых поверхностях либо колец пары трения, либо основных несущих элементов выполнены камеры и сообщенные с полостью высокого давления радиальные питающие каналы, выходные участки которых сообщены между собой и камерами кольцевым дросселирующим каналом.Причем выходные участки радиальных питающих клапанов совмещены с осевыми каналами, выпОлненными во вращающемся основном несущем элементе.Кроме того, входные участки радиальных питающих каналов совмещены с осевыми каналами, выполненными в выступе вращающегося основного несущего элемента.При этом входные участки радиальных питающих каналов совмещены с радиальными каналами, выполненными в выступе вращающегося основного несущего элемента."акое конструктивное решение позволяет предотвратить деформации трущихся колец пары трения, связанные с угловым поворотом их сечения. Во-первых, обеспечивается увеличение или уменьшение гидростатического давлеГ ,ния в камерах, а следовательно, увеличение или уменьшение гидростатических сил сопротивления всякого рода уменьшениям или увеличениям, зазора в месте расположенных камер. Вовторых, выполнение осевых каналов во вращающемся основном несущем элементе, сообщенных как с выходными, так ,и с входными участками радиальных пи тающих каналов обеспечивает постоянную циркуляцию жидкости, результатом которой является усилие охлаждения вращающегося кольца пары трения по его толщине. Это приводит к волнистости трущейся поверхности вращающегося кольца вдолЬ его окружности, Поэтому, при вращении вследствие наличия указанной волнистости возникает гидродинамическая сила, расклинивающая трущиеся поверхности тем больше, чем меньше зазор между ними.Указанные гидродинамические силы, возникающие в рабочем стыке совместно с гидростатическими силами, возникающими в тыльном стыке, во-первых, образуют момент, направленный на устранение всякого рода деформаций рабочих поверхностей колец пары трения, связанных с угловым поворотом их се 5 1 О 15 20 25 чения. Во-вторых, предлагаемая конструкция улучшает условия бесконтактной работы, как в рабочем стыке между трущимися поверхностями колец пары трения, так и в тыльных стыках между тыльными поверхностями колец пары трения и прилегающими к ним тыльными торцовыми поверхностями основных несущих элементов.На Фиг. 1 представлено уплотнение, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг, 1.Уплотнение содержит расположенные в полости высокого давления закрепленный на валу вращающийся основной несущий элемент 1 с трущимся кольцом пары трения 2 и закрепленный в корпусе 3 неподвижный основной несущий элемент 4 с трущимся кольцом пары трения 5. Кольца пары трения 2 и 5 образуют рабочий стык 6 и по своим тыльным сторонам образуют тыльные стыки 7 и 8 с основными несущими элементами, Тыльная поверхность каждого кольца пары трения либо основного несущего элемента содержит расположенные по окружности камеры 9 и радиальные питающие каналы 1 О, выходные участки которых сообщены между собой и камерами кольцевым дросселирующимканалом 1"1, а также с осевыми каналами 12, выполненными во вращающемся ос.новном несущем элементе 1. Радиальные питающие каналы 10 сообщены с полостью высокого давления осевыми каналами 13 и радиальными каналами 14 в выступе элемента 1, Уплотнение работает следующим обПри диффузорной щели рабочего стыка и, следовательно, конфузорной щели тыльного стыка возникаег по окружности восстановительный момент в каждом сечении кольца пары трения. Указанный момент вызван противоположно направленными силами, приложенными к рабочей и тыльной поверхностям.Первая сила - гидростатическая возникает в тыльных стыках 7 и 8 вследствие того, что давление в камерах 9этих стыков с уменьшением их щелевого зазора возрастает. Вторая силагидродинамическая возникает в рабочем стыке со стороны расположения радиальных питающих каналов тыльногостыка 8 вращающегося элемента 1, Привращении через осевые 12 и радиальные питающие каналы 10, осевые кана. Торцовое уплотнение, содержащее расположенные в полости высокого давления неподвижный и вращающийся уплотнительные элементы, каждый из которых образован имеющим выступ со стороны полости высокого давления основным несущим элементом и кольцом пары трения, прилегающими друг к другу тыльными торцовыми поверхностями, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и долговечности уплотнения за счет предотвращения непараллельностей торцовых поверхностей колец пары трения от 25 ЗО лы 13 и радиальные каналы 14 осуществляется постоянная циркуляция холодной уплотнительной среды, что вызыВает неодинаковое температурное поле Вдоль окружности кольца пары трения 2 и приводит к возникновению волнистости его трущейся поверхности, В результате при уменьшении зазора рабочего стыка 6 со стороны высокогб давления гидродинамические силы в этом стыке увеличиваются.При конфузорной щели рабочего стыка все вышеуказанные процессы протекают в противоположном направлении и, таким образом, препятствуют и устраняют непараллельности трущихся поверхностей, благодаря чему устраняется их износ и повышается надежность и долговечность уплотнения. 16 6углового поворота их сечения, на тыльных торцовых поверхностях либо колецпары трения, либо основных несущихэлементов, выполнены камеры и сообщенные с полостью высокого давлениярадиальные питающие каналы, выходныеучастки которых сообщены между собойи камерами кольцевым дросселирующимканалом,2. Уплотнение по п, 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что выходныеучастки радиальных питающих клапанов совмещены с осевыми каналами, выполненными во вращающемся основномнесущем элементе.3. Уплотнение по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что входныеучастки радиальных питающих каналовсовмещены с осевыми каналами, выполненными в выступе вращающегося основного несущего элемента.4. Уплотнение по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что входныеучастки радиальных питающих каналовсовмещены с радиальными каналами,выполненными в выступе вращающегосяосновного несущего элементаИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство ССС.по заявке В 2587964,кл. Г 16,3 15/34, 978.2. Голубев А.И. Торцовые уплотнения вращающихся валов. М., "Машиностроение", 1974, с. 56, рис. 42 (прототип),1