УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к уплотнительной технике, а именно, к системам герметизации валов машин и аппаратов, работающих под давлением.
Известно уплотнение [1], снабженное посаженным на вал стаканом с герметичной камерой, содержащей теплопередающую жидкость, причем стенка стакана соприкасается с набивкой. Недостатком данного устройства является невозможность его применения в следующих случаях:
- при малой скорости вращения вала, поскольку циркуляция теплопередающей жидкости осуществляется за счет центробежной силы, следовательно, при малых скоростях вращения вала ее величина может оказаться недостаточной (особенно при малом диаметре вала) для нормальной работы уплотнения;
- при высокой температуре уплотняемой среды, так как в этом случае падает эффективность теплоотвода;
- для уплотнения газовых или парообразных сред, имеющих низкую теплопроводность.
Известно также уплотнение [2] (прототип), снабженное набивкой, нажимной втулкой с проточкой на внутренней поверхности и каналом, дополнительным уплотнением между втулкой и корпусом. Недостатком данного устройства является плохой отвод тепла из зоны трения вала о
набивку, что уменьшает долговечность уплотнения, так как при повышенных температурах может происходить термическое разрушение набивки.
Предлагаемое техническое решение позволяет уменьшить термическое воздействие на набивку.
Задача решается тем, что на участке вала, находящемся внутри уплотнения, жестко закреплена покрытая изнутри слоем пористого материала защитная втулка, образующая с поверхностью вала герметичную кольцевую камеру, частично заполненную теплопередающей жидкостью (образуется тепловая труба), а нажимная втулка снабжена каналами для подвода хладагента, что обеспечивает весьма эффективный теплоотвод из зоны трения. Кроме того, расширяется область применения уплотнения: герметизация газовых сред, валов с низкими скоростями вращения, высокотемпературных сред.
На фиг.1 представлена схема уплотнения.
Конструкция содержит корпус 1, нажимную втулку 2, набивку 3, защитную втулку 4, образующую с валом 5 герметичную кольцевую камеру 6 с пористым слоем 7 внутри и частично заполненную теплопередающей жидкостью. Втулка 4 образует с нажимной втулкой 2, имеющей проточку, полость 8, в которой циркулирует хладагент. В нажимной втулке 2 выполнены каналы 9 для подвода и 10 для отвода хладагента. Полость 8 герметизирована уплотнением 11.
Устройство работает следующим образом.
При вращении вала 5 в результате трения втулки 4 о набивку 3 выделяется тепло. Теплопередающая жидкость в части камеры 6, контактирующей с набивкой 3, испаряется. Образовавшийся пар движется в сторону нажимной втулки 2, где он конденсируется, отдавая тепло хладагенту, протекающему в полости 8. Сконденсировавшаяся теплопередающая жидкость по слою пористого материала 7 возвращается в зону испарения. При непрерывном выделении теплоты трения вращающегося вала 5 с втулкой 4 о набивку 3 теплопередающая жидкость в камере 6 непрерывно циркулирует, обеспечивая весьма интенсивный теплоотвод.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
3
1. А.с. 367306 СССР, МКИ F 16 J 15/54, 1973 г.
2. Домашнев А.Д., Хмельникер В.Л. Сальниковые уплотнения арматуры АЭС. - М.: Атомиздат, 1980. - с.8, рис.2.