SU1213296A1 - Двойное торцовое уплотнение вала - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к уплотнителыюй технике, например, дл  компрессорных машин и насосов.

Цель изобретени  - новышение надежности и работоспособности за счет стабилизации силового и теплового режимов.

На фиг. I изображено двойное торцовое уплотнение вала, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б - Б на фиг. 1.

Двойное торцовое уплотнение вала состоит из корпуса 1,.выполненного из двух частей: стакана 2 и вставки 3, кажда  из которых уплотнена резиновыми кольцами 4 и 5 по наружным цилиндрическим поверхност м 6 и 7 втулки 8, а относительно корпуса 9 машины резиновыми кольцами 10 и 11 одна часть - но цилиндрической поверх1юсти, друга  -- по плоскости, иерпепДИКуЛЯрНОЙ оси ЦИЛИИДрИЧеСКОЙ ПОЕКфХНОСтл; обоймы 12, уплотненной резиновым кольцом 13 ь-а валу 14.

Разделение корпуса уплотнени  па две части позвол ет исключить заедани  при смещении втулки 8, стабилизировать осевую силу.

Втулка 8 пмеет двойные кoнцe ггpичec- кие контактные поверхности 15 и 16 с ан- тифрикциоппой поверхностью трени , между пими выпо.11нен кольцевой коллектор 17, к которому подводитс  через отверсти  18 запирающа с  охлаждающа  жидкость. Втулка выполнена ступенчатой, с уплотнением по наружным юверхпост м 6 и 7 ступеней, расположенных на медиане относительно контактных поверхностей 15 и 16. Причем внешн   поверхность 15, вос финимаюп1а  полный перепад давлени  полости 19 запирающей охлаждающей жидкости по площади контакта мепьше другой впутренпей поверхности 16 в соотношении 1:2-1:3 и более. Втулка 8 пружинами 20 поджпмаетс  к обойме 12 и удерживаетс  от вращепи  Н1ТИФТОМ 21.

Обойма 12 имеет такие же, как и втулка 8, двойные коцентрические контактные поверхпости 15 и 16 с антифрикционной поверхностью трепи , между которыми выполнен кольцевой коллектор 17, к последнему подводитс  через отверсти  18 во втулке 8 запирающа  охлаждающа  жидкость. В теле обоймы 12 выполнены отверсти  22 и 23, вход которых соединен с кольцевым коллектором 17, а калиброванный выход 22 - с проточкой 24 стакана 2 корпуса уплотнени .

Двойное торцевое уплотнение вала работает следующим образом.

В полость 19 охлаждающей занпраю- щей жидкости поступает, напри.адер, турбинное масло, с давлением, превыщаюильм дав- леппе в полости 25 высокого давлени  среды па 1-5 кг/см-. Обойма 12 вращаетс  с валом 14, а втулка 8 поджимаетс  к соответствующим поверхност м 15 и 16 обой0

мы 12. Вставка 3 поджимаетс  перепадом давлени  полостей 19 и 25 и усилием пружин 20 к корпусу 9 машины, уплотнение осуществл етс  резиновым кольцом 11. Запирающа  охлаждающа  жидкость из по- 5 лости 19 поступает через отверсти  18 в коллектор 17 и плотно запирает двойные концентрические контактные поверхности 15 и 16. Запирающа  жидкость проходит через отверсти  23, вход которых соединен с коль0 цевым коллектором 17, а выход выполнен калиброванным, отличным от входа и на- нравлен в проточку 24 корпуса 1. Проточка поворачивает поток жидкости и направл ет его на бурт втулки 8, чем достигаетс  улучшение теплоотвода от втулки. Пло5 щадь сечени  калиброванного выхода определ етс  из услови  необходимого расхода охлаждающей жидкости.

Разница диаметров, на которых расположены входы и калиброванные выходы отверстий, создает насосный эффект, завис щий от скорости вращени  ва.ча. Калиброванный выход отверстий создает услови  неизменного расчетного расхода ох.таждаю- щей запирающей жидкости при посто нной скорости вращени  вала, а насосный эффект

5 увеличивает расход жидкости при увеличении скорости вращени  вала, и у.мень- щает - при у.меньн1ении, что соот 5етству- ет тепловыделению в паре трепи  уплотнени . Така  конструкци  позвол ет стабилизировать теплоотвод при измен ющейс  скорос0 ти вращени  вала.

В пусковых режимах возможны случаи наличи  болыпого давлени  уплотн ющей жидкости при отсутствии давлени  газа, при этом возникают большие удельные давлени  в контакте пары трени . Дл  надеж5 пой работы пары трени  необходимо стабильно поддерживать оитималы ое удельное давлеьн е в контакте пары трени  на всех ре.жимах работы уплотнени .

Дл  обеспечени  независимости удельных

давлений в контакте пары трени  от изменени  давлений газа и уплотн ющей жидкости втулка 8 выполнена ступенчатой, поверхности ступеней расположены на медиане относительно контактных поверхностей 15 и 16, т. е. посередине плоп1адей

5 контактных поверхностей 15 и 16. В этом случае удельное давление в контакте определ етс  только силой пружин 20.

В зависи.мости от режи.ма работы мен етс  также форма торцового зазора паQ ры трени  в результате термических деформаций и ри выделении тепла трени  под дей- ств:-1ем гидравлических сил. Уплотн юща  поверхность 16 находитс  под небольшим перепадом давлений полостей 19 и 25 {1 - 5 КГ/СМ - ), который поддерживаетс  автома5 тически. Поэтому изменение давлени  в слое охлаждающей запирающей жидкости в районе поверхпости 16 мало вли ет на осевое усилие. По сок находитс  под полным давлением полости 19 (до 120 кг/см). Поэтому изменение давлени  в слое охлаждающей запирающей жидкости в районе поверхности 16 сильно вли ет на осевое усилие.

Дл  уменьщени  вли ни  изменени  осевых сил, воздействующих на контактные поверхности 15 и 16, от изменени  давлени  в полост х 19 и 25 как следствие изменени  режима работы, необходимо умень- щать площадь поверхности 15. Однако щи- рина по ска не может выполн тьс  слищ- ком малой ввиду условий прочности (на не

л ff

Тт.

го воздействует полный перепад давлени  полостей 19 и 26). Поэтому в результате расчета и опыта проектировани  контактна  поверхность 15, воспринимающа  перепад давлени  запирающа  охлаждающа  жидкость - низкое давление, по площади контакта меньще контактной поверхности 16 в соотнощении 1:2-1:3 и более.

Предлагаема  конструкци  позвол ет стабилизировать силовой и тепловой режимы работы уплотнени .

.

J5 2Ц г 21 Ю 19 9

I/ / / / I /

.1

15

J6

15

16

.

Claims (2)

1. ДВОЙНОЕ ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА, например, компрессорных машин, состоящее из корпуса уплотнения, помещенного и уплотненного в корпусе машины, подпружиненной втулки и закрепленной на валу обоймы с двойными концентрическими контактными поверхностями, между которыми выполнен кольцевой коллектор, к которому подводится через отверстия во втулке запирающая охлаждающая жидкость, а из обоймы она отводится, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и работоспособности за счет стабилизации силового и теплового режимов, втулка выполнена ступенчатой с уплотнением по наружным поверхностям ступеней, расположенных на медиане 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 в корпусе уплотнения про точку.

2. Уплотнение по π. 1, отличающееся тем, что корпус уплотнения выполнен из двух частей, каждая из 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.

ί