Торцовое уплотнение

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликдо делам изобретений и открытийОпубликовано 071281Бюллетень В 45 Дата опубликования описания 09 . 12. 81(54) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ 1 О Изобретение относится к области уплотнительной техники.Известны торцовые уплотнения, содержащие вращающееся и невращающееся кольца пары трения и средство для управления деформациями невращаюшегося кольца, выполненное в виде камер и каналов, соединяющих камеры с источником внешнего давления, например, отдельным насосом 11 .Недостатком их является сложность конструкции. Цель изобретения - упрощение конструкции уплотнения,15Это достигается тем, что средство для управления деформациями выполнено в виде плавающего кольца, связанного с невращающимся кольцом упругим элементом, и системы каналов в плавающем и невращающемся кольцах, связывающих камеры нагружения с пространством высокого давления и рабочим торцовым стыком. На фиг. 1 изображено предлагаемое уплотнение; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б фиг,1; на фиг. 4 - положение основных элементов при работе уплотнения.Уплотнение состоит из вращающегося кольца 1, установленного на валу 2, и невращающегося кольца 3, установленного в корпусе 4, сопряженных по рабочему стыку 5 и разделяющих пространство 6 уллотняемой среды и пространство 7 внешней среды. На.невращающемся кольце 3 со стороны уплотняемой среды расположено плавающее кольцо 8, сопряженное с вращающимся кольцом по стыку 9 и с невращающимся коль- цом - по стыку 10. В плавающем кольце 8 выполнен канал 11, сообщающий пространство уплотняемой среды с камерой 12 в стыке 1 О. В невращающелся кольце 3 выполнены каналы 13 и 14, со- общающие камеры 15 и 16, расположенные между корпусом 4 и наружной периферией невращающегося кольца 3 со8885стыком 1 О. Кроме того, камеры 15 и16 соединены с рабочим стыком 5 каналами 17 и 18, Камеры 15 и 16 отделены одна от другой и пространствавнешней и уплотняемой среды вторич 5ными уплотнительными элементами 19.,Плавающее кольцо 8 и невращающеесякольцо 3 связаны упругим элементомпружиной 20, расположенной в канавках 21 и 22, выполненных, в теле колец 8 и 3, причем длина этих канавок в окружном направлении корочедлины пружины в свободном. состояниина 10-153,Устройство работает следующим образом.Да вращения вала и нагруженияплавающего кольца 8 моментом тренияположение камеры, связанной с пространством 6 уплотняемай среды в стыке 1 Омежду плавающим кольцом 8 и невращающимся кольцом 3, определяется уг. -лам У относительно оси симметрии 1-1кольца 3 см. Фиг, 4) . При вращениивала 2 плавающее кольцо 8 нагружается моментом трения и под воздействием этого момента перемещается в сторону вращения вала, преодолевая сопротивление пружины 20 и сжимая ее.В пусковой период момент трения до 30стигает максимума и плавающее кольца 8 смещается на максимальную величину. Пружина 20 также сжимается намаксимальную величину. При этом выходное отверстие канала 14 в стыке 10совмещается с камерой 12 (см. Фиг.4) .Давление уплотняемой среды нагружаеткамеру 16 и заднюю концевую частькольца 3, дальнюю по отношению к рабочему стыку 5, и деформирует его таким образом, чта в рабочем стыке 5и в стыке 10 пары образуется конфузорная щель, Зазор в стыке 9 между вращающимся кольцом 1 и плавающим кольцом 8 увеличивается. Распирающая силав рабочем стыке 5 и в стыке 10 пары 45возрастает, момент трения в стыке 1 Оснижается, и плавающее кольцо 8 поддействием сжатых пружин 19 перемещается в окружном направлении в сторону,противоположную вращению вала до положения равновесия, определяемого равенством силы трения и силы от пружины, воздействующих на плавающее кольца 8, При этом избыточное давление вкамере 16 нагружает рабочий стык 5 в 55зоне выхода в него канала 18, сообщающего камеру 16 с этим стыком, и"срабатывается" на нем. Нагрузка, вы 2 4зывающая деформацию кольца, исчезаети кольцо принимает первоначальнуюформу. В случае, если равновесное положение определяется таким положениемплавающего кольца, что камера 12 встыке 1 О окажется между выходными отверстиями каналов 13 и 14 в невращающемся кольце 3, т,е. в пределах углауплотнение будет работать в расчетном режиме. Если же равновесное положение плавающего кольца окажется таким, что камера 12 в стыке 1 О совместится с отверстием 13 в невращающемсякольце, то давление уплотняемой средынагрузит переднюю концевую часть невращающегося кольца 3 пары трения идеформирует кольцо таким образом, чтов стыке 5 образуется диффузорная щель.Сближение трущихся поверхностей колец 1 и 3 осуществится на внешнем радиусе щели стыка 5, а кольца 8 с кольцом 3 - на внешнем радиусе стыка 1 О.Распирающая сила в рабочем стыке 5и стыке 10 упадет, момент трения встыке 10 возрастет й плавающее кольцо 8 переместится в направлении вращения вала, преодолевая усилие пружины, до установления положения равновесия. В это же время избыточное давление в камере 15, нагружая рабочийстык 5 в зоне выхода в него канала 17,сообщает камеру 15 со стыком 5 и "срабатывается" на нем, Нагрузка, вызывающая деформацию кольца 3, исчезаети кольцо принимает первоначальную форму. Характеристика пружины выбираетсятакой, чтобы при работе уплотнения врасчетном режиме камера 12 в стыке 10находилась между выходными отверстиями каналов 13 и 14 в невращающемсякольце 3,Изобретение может найти широкое ., применение в тех устройствах, где требуется высокая надежность и долговечность уплотнений, например в судовых насосах и насосах АЭС.Формула изобретенияТорцовое уплотнение, разделяющее пространства высокого и низкого давления, содержащее вращающееся и невращающееся кольца пары трения, сопряженные по рабочему торцовому стыку, и средство для управления деформацияМи невращающегося кольца, состоящее из камер нагружения и каналов, соединяющих эти камеры с источником давления, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью упрощения конструкции,:редство для управления деформациями выполнено в виде плавающего кольца,связанного с невращающимся кольцомупругим элементом, и системы каналовв плавающем и невращающемся кольцах,связывающих камеры нагружения с пространством высокого давления и рабочим торцовым стыком.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент СНА Ф 3948530,кл.277-3,опублик, 1974.Тираж 1009Государственного комитета елам изобретений и открыти оскэа Ж, Раушская наб. ПодписиР по д й13035, М , д, 4/5лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель Ю. Кибиткинепактор Т. Колодцева Техред О.Легеза Корвектаказ 10703/7ВНИИПИ ССС Дзятк