Торцовое уплотнение

(19) (И) 4(51) Р 1615/34 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Ленинградельского и тута химичесУ вндетельство СССР 15/34, 1979содер- вращаюрых имен, коноверхГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54)(57) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕжащее корпус, неподвижное ищееся кольца, каждое из котет уплотнительные поверхностактирующие с уплотнительными ностями промежуточного кольца, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и долговечности работы уплотнения, на периферийной части вращающегося кольца выполнен выступ с крыльчаткой на его внутренней стороне, а на наружной поверхности промежуточного кольца напротив крыльчатки выполнены пазы в которых шарнирно установлены жестко соединенные между собой, расположенные противоположно и смещенные относительно одна другой лопатки, причем лопатки, свободные концы которых направлены против вращения, подпружииа иены и выполнены массой, меньшей, чем З у противоположно расположенных лопаток.11385Изобретение относится к уплотнениям вращающихся валов быстроходных машин, аппаратов, насосов и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промьппленности.Одной из задач обеспечения нормальной работы торцовых уплотнений валов быстроходных машин и аппаратов является снижение относительных скоростей 10 скольжения колец трения для уменьшения выделения теплоты трения. Уровень температур в уплотнительном зазоре при выделении теплоты трения оказывает существенное влияние на показатели надежности и долговечности. Результатом может быть повьппениый износ и тепловая деформация.Известно торцовое уплотнение, в котором на периферийной части торцовых поверхностей сопрягаеиых контакт" ных колец и промежуточного плавающего кольца выполнены полости в виде сегментов, разделенных перегородками Я .Недостатком данной конструкции 25 является значительное увеличение силы трения периферийных частей кон. - тактных колец об уплотняемую среду в результате вихревых течений этой среды между сегментными полостями. Увеличение температуры происходит перед уплотиительными кольцами, что повьппает их температуру и уменьшает ресурс их работы. Действие гидравлического взаимодействия сегментных лопастей за счет вихревых течений среды между неподвижным кольцом трения и промежуточным и между вращающимся и промежуточным различно за счет различных40 скоростей вихревых течений среды в вихревых зазорах. Различные свойства среды (вязкость, плотность, температура и т,д. ) изменяют гидравличес 45 кое сцепление промежуточного кольца с вращающимся и неподвижным.Оптимального распределения скоростей в данной конструкции добиться не удается. Скорость вращения проме жуточного кольца зависит от количества и характера сегментньвс лопастей с той и с другой стороны промежуточного кольца и связана с изменяющиьщся параметрами уплотняемой среды, Меняю щаяся во времени скорость вращения промежуточного кольца обуславливает меняющуюся гидравлическую связь про 78 3межуточного кольца с неподвижным ивращающимся кольцом трения.Скорость вращения промежуточногокольца зависит также от того, с каким кольцом в первоначальный периодоно имеет большее сцепление. Такимобразом, скорость вращения промежуточного кольца является случайным фактором и при одних и тех же условияхпринимает различные, отличные от оптимальных, значения. Все это уменьшает надежность и долговечность уплотнения.Целью изобретения является повышение надежности и долговечности работы уплотнения;Указанная цель достигается тем,что в торцовом уплотнении, содержащем корпус, неподвижное и вращающееся кольца, каждое иэ которых имеетуплотнительные поверхности, контактирующие с уплотнительными поверхностяии промежуточного кольца, на пери"ферийной части вращающегося кольцавыполнен выступ с крыльчаткой на еговнутренней стороне, а на наружной поверхности промежуточного кольца напротив крыльчатки выполнены пазы, вкоторых шарнирно установлены жесткосоединенные между собой, расположенные противоположно и смещенные относительно одна другой лопатки, причемлопатки, свободные концы которых направлены против вращения, подпружинены и выполнены с массой, меньшей,чем у противоположно расположенныхлопаток,На фиг. 1 изображено уплотнение, общий вид, в разрезе; на фиг,2- вид А на фиг.1 (крепление лопаток на наружной поверхности промежуточного кольца); на фиг.З - разрез Б"Б на фиг.2 (положение лопаток в режиме ускорения вращения промежуточного кольца); на фиг.4 - положение лопаток в режиме торможения, крыльчатка условно не показана.Уплотнение состоит из корпуса в котором установлено неподвижное кольцо 2 вращающегося кольца 3, соединенного с валом 4 винтами 5, и промежуточного кольца 6, уплотнительные поверхности 7 и 8 которого контактируют с уплотнительными поверхностями вращающегося и неподвижного колец. Неподвижное кольцо 2 поджи- ф мается пружиной 9 к промежуточному кольцу 6, Кольца 2 и 3 герметизиро3 1138наны относительно корпуса 1 и вала 4резиновыми кольцами 10 круглого сечения. Лопасти 11 на вращающемсякольце 3 образуют крыльчатку 12,гидравлически взаимодействующую с лопатками 13, свободные концы которыхнаправлены йротив вращения.1Противоположно расположенные лопатки 14 жестко соединены с лопатка:ми 13 и установлены на поверхности 1 О, промежуточного кольца 6 на осях 15.Лопатки 14 смещены по оси относительно лопаток 13, подпружиненныхпружинами 16, Масса лопаток 3 меньше массы лопаток 14,5Уплотнение работает следующим образом.Вращательный момент от вала 4 через винты 5. передается на вращающееся кольцо 3, уплотнительная поверхность которого контактирует с уплот"нительной поверхностью 7 промежуточного кольца 6. В момент начала вращения кольца 3 возможны два нежелательных варианта работы уплотнения:первый,когдапромежуточное кольцо 6блокируется с неподвижным кольцом 2 поуплотнительнойповерхности 8,а второй - с вращающимся кольцом 3 по уплотнительной поверхности 7. В первомслучае крыльчатка 12 вовлекает во.вращение прилегающие слои жидкости,которая, действуя на лопатки 13, выступающие под действием пружин 6над наружной поверхностью промежуточ"ного кольца 6, вовлекает их во. вращение, разблокируя его с неподвижнымкольцом 2 Фиг.З). Нежелательный эффект сближения кпнвыравниваиия частот.вращения колец 3 и 6 устраняется при40определенной соотношениями усилийпружин 16 и масс лопаток 14 частотевращения промежуточного кольца,6. При этой частоте вращения 578 4происходит поворот лопаток 13 н 14 относительно осей 15 эа счет разности центробежных.сил лопаток 13 и 4 фиг.4), Лопатки 14 выходят иэ углублений на наружной поверхности промежуточного кольца 6, а лопатки 13 приближаются к ней. Выступающие поверхности лопаток 14 и уменьшение гидравлического сцепления крыльчатки 12 и лопаток 13 снижают частоту вращения промежуточного кольца 6. Со снижением частоты вращения промежуточного кольца 6, а следовательно, н с умень" шением центробежных,сил, действую" щих на лопатки 14, вновь происходит поворот лопаток относительно осей 15, ;и кольцо 6 вновь вовлекается во вращение крыльчаткой 2, т,е. поддерживается стабильная, в определенном интервале, частота вращения промежу,точного кольца 6, равная примерно половине частоты вращения вращающегося кольца 3.Во втором случае (промежуточное кольцо 6 блокируется с вращающимся кольцом 3) после достижения центробежным кольцом 6 совместно с вращающимся 3 определенного числа оборотов лопатки 14 затормаживают вращение промежуточного кольца 6 и уплотнение работает далее так же, как и в первом случае. Снижение скоростей скольжения колец трения уменьшает их износ и температуру на кольцах при. трении. Предлагаемое изобретение позволит снизить относительную скорость скольжения колец трения, а следовательно, и уменьшить выделение теплоты трения, что повышает надежность и долго вечность уплотнения при использовании его в аппаратах, имеющих частоту вращения вала 1500 обмин.Тираж 898 Государственного едам изобретений Москва, Ж-Э 5, РаПодпи омитета СС открытий ская наб4/ 11303 Ужгород ул проектиая 4