Ущільнення вала

1 Уплотнение вала, содержащее установлен ные герметично в корпусе аксиально-подвижное и на валу с возможностью вращения уплотнительные кольца с питающими каналами на поверхно сти трения одного из колец, подводящими уплот няемую среду к замкнутым камерам, расположен ным на поверхности трения другого кольца, отли чающееся тем, что питающие каналы выполнены с переменной по длине площадью поперечного сечения, а замкнутые камеры выполнены по край ней мере с одним переменным параметром, ха рактеризующим объем, радиальное и угловое расположение замкнутых камер на поверхности трения, а именно глубину, ширину, длину, радиус расположения, расстояние между замкнутыми камерами в окружном направлении, угол наклона оси симметрии замкнутых камер к касательной, проведенной к окружности, концентричной оси уплотнительного кольца, при этом площадь замк нутой камеры на поверхности трения уплотни тельного кольца выбрана из соотношения где Sk - площадь замкнутой камеры на поверхности трения уплотнительного кольца, RH - наружный радиус поверхности трения уплотнительного кольца, Кт - внутренний радиус поверхности трения уплотнительного кольца 2 Уплотнение вала по п 1, отличающееся тем, что замкнутые камеры выполнены с различной глубиной 3 Уплотнение вала по п 1 или по п 2, отличаю щееся тем, что замкнутые камеры с различной глубиной чередуются между собой в шахматном порядке 4 Уплотнение вала по п 1 или 2, отличающееся тем, что замкнутые камеры с различной глубиной сгруппированы по крайней мере по две, и эти группы чередуются между собой в шахматном порядке 5 Уплотнение вала по п 1 или 2, отличающееся тем, что замкнутые камеры с различной глубиной или их группы расположены так, что их глубина увеличивается до максимальной величины, а за тем уменьшается до минимальной с периодично стью, кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковой глубиной 6 Уплотнение вала по п 1 или 2, отличающееся тем, что замкнутые камеры с различной глубиной или их группы расположены так, что их глубина увеличивается от минимальной до максималь ной величины с периодичностью, кратной количе ству замкнутых камер или их групп с одинаковой глубиной 7 Уплотнение вала по п 1, отличающееся тем, что замкнутые камеры выполнены с различной шириной 8 Уплотнение вала по п 1 или 7, отличающееся тем, что замкнутые камеры с различной шириной чередуются между собой в шахматном порядке 9 Уплотнение вала по п 1 или 7, отличающееся тем, что замкнутые камеры с различной шириной сгруппированы по крайней мере по две, и эти группы чередуются между собой в шахматном порядке 10 Уплотнение вала по п 1 или 7, отличающееся тем, что замкнутые камеры с различной шириной или их группы расположены так, что их ширина увеличивается до максимальной величины, а за тем уменьшается до минимальной с периодично стью, кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковой шириной 11 Уплотнение вала по п 1 или 7, отличающееся тем, что замкнутые камеры с различной шириной или их группы расположены так, что их ширина увеличивается от минимальной до максималь ной величины с периодичностью, кратной количе ству замкнутых камер или их групп с одинаковой шириной 12 Уплотнение вала по п 1, отличающееся тем, что замкнутые камеры выполнены с различной длиной в окружном направлении см О 00 см О) N. СЧ < 5Г 27928 13 Уплотнение вала по п 1 или 12, отличающее ся тем, что замкнутые камеры с различной длиной чередуются между собой в шахматном порядке 14 Уплотнение вала по п 1 или 12, отличающее ся тем что замкнутые камеры с различной длиной сгруппированы по крайней мере по две и эти группы чередуются между собой в шахматном порядке 15 Уплотнение вала по п 1 или 12, отличающее ся тем что замкнутые камеры с различной длиной или их группы расположены так, что их длина уве личивается до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью, кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковой длиной 16 Уплотнение вала по п 1 или 12 отличающее ся тем, что замкнутые камеры с различной длиной или их группы расположены так что их длина уве личивается от минимальной до максималь ной величины с периодичностью кратной количе ству замкнутых камер или их групп с одинаковой длиной 17 Уплотнение вала по п 1 отличающееся тем, что замкнутые камеры выполнены с различным расстоянием между собой 18 Уплотнение вала по п 1 или 17 отличающее ся тем, что замкнутые камеры с различным рас стоянием между собой чередуются в шахматном порядке 19 Уплотнение вала по п 1 или 17 отличающее ся тем что замкнутые камеры с различным рас стоянием между собой сгруппированы по крайней мере по две, и эти группы чередуются между со бой в шахматном порядке 20 Уплотнение вала по п 1 или 17, отличающее ся тем, что замкнутые камеры с различным рас стоянием между собой или их группы расположе ны так, что расстояние между замкнутыми каме рами увеличивается до максимальной величины а затем уменьшается до минимальной с перио дичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковым расстоянием между замкнутыми камерами 21 Уплотнение вала по п 1 или 17 отличающее ся тем, что замкнутые камеры с различным рас стоянием между собой или их группы расположе ны так, что расстояние между замкнутыми каме рами увеличивается от минимальной до макси мальной величины с периодичностью, кратной количеству замкнутых камер или их групп с одина ковым расстоянием между замкнутыми камерами 22 Уплотнение вала по п 1 отличающееся тем что замкнутые камеры выполнены с различным углом наклона оси симметрии замкнутой камеры к касательной, проведенной к окружности концен тричной оси уплотнительного кольца 23 Уплотнение вала по п 1 или 22, отличающее ся тем, что замкнутые камеры с различным углом наклона оси симметрии замкнутой камеры к каса тельной, проведенной к окружности концентрич ной оси уплотнительного кольца, чередуются ме жду собой в шахматном порядке 24 Уплотнение вала по п 1 или 22, отличающее ся тем что замкнутые камеры с различным углом наклона оси симметрии замкнутой камеры к каса тельной, проведенной к окружности, концентрич ной оси уплотнительного кольца, сгруппированы по крайней мере по две, и эти группы чередуются между собой в шахматном порядке 25 Уплотнение вала по п 1 или 22, отличающее ся тем, что замкнутые камеры с различным углом наклона оси симметрии замкнутой камеры к каса тельной проведенной к окружности концентрич ной оси уплотнительного кольца, или их группы расположены так что угол увеличивается до мак симальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью, кратной количе ству замкнутых камер или их групп с одинаковым углом наклона 26 Уплотнение вала по п 1 или 22, отличающее ся тем, что замкнутые камеры с различным углом наклона оси симметрии замкнутой камеры к каса тельной, проведенной к окружности, концентрич ной оси уплотнительного кольца или их группы расположены так что угол увеличивается от ми нимальной до максимальной величины с перио дичностью, кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковым углом наклона 27 Уплотнение вала по п 1, отличающееся тем, что замкнутые камеры выполнены на различном расстоянии от оси уплотнительного кольца 28 Уплотнение вала по п 1 или 27, отличающее ся тем что замкнутые камеры с различным рас стоянием от оси уплотнительного кольца череду ются между собой в шахматном порядке 29 Уплотнение вала по п 1 или 27, отличающее ся тем что замкнутые камеры с различным рас стоянием от оси уплотнительного кольца сгруппи рованы по крайней мере по две и эти группы че редуются между собой в шахматном порядке 30 Уплотнение вала по п 1 или 27, отличающее ся тем, что замкнутые камеры с различным рас стоянием от оси уплотнительного кольца или их группы расположены так что расстояние от оси уплотнительного кольца до замкнутых камер уве личивается до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью, кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковым расстоянием от оси уплотнительно го кольца 31 Уплотнение вала по п 1 или 27 отличающее ся тем что замкнутые камеры с различным рас стоянием от оси уплотнительного кольца или их группы расположены так что расстояние от оси уплотнительного кольца до замкнутых камер уве личивается от минимальной до максимальной величины с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковым рас стоянием от оси уплотнительного кольца 32 Уплотнение вала по п 1, отличающееся тем что замкнутые камеры выполнены различными по объему 33 Уплотнение вала по п 1 или 32, отличающее ся тем, что замкнутые камеры с различным объе мом чередуются между собой в шахматном порядке 34 Уплотнение вала по п 1 или 32, отличающее ся тем что замкнутые камеры с различным объе мом сгруппированы по крайней мере по две, и эти группы чередуются между собой в шахматном порядке 35 Уплотнение вала по п 1 или 32, отличающее ся тем, что замкнутые камеры с различным объе мом или их группы расположены так, что их объем 27928 увеличивается до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью, кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковым объемом. 36. Уплотнение вала по п. 1 или 32, отличающееся тем, что замкнутые камеры с различным объемом или их группы расположены так, что их объем увеличивается от минимальной до максимальной величины с периодичностью, кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковым объемом. 37 Уплотнение вала по п 1, отличающееся тем, что замкнутые камеры выполнены с переменной по длине глубиной. 38 Уплотнение вала по п. 1, отличающееся тем, что замкнутые камеры выполнены с переменной по длине шириной. 39. Уплотнение вала по п 1, отличающееся тем, что питающие каналы выполнены радиальной направленности с переменной по длине глубиной. 40. Уплотнение вала по п. 1, отличающееся тем, что питающие каналы выполнены радиальной направленности с переменной по длине шириной. 41. Уплотнение вала по п. 1, отличающееся тем, что питающие каналы выполнены в виде хорд тангенциальной направленности с переменной по длине глубиной. 42. Уплотнение вала по п 1, отличающееся тем, что питающие каналы выполнены в виде хорд тангенциальной направленности с переменной по длине шириной. 43. Уплотнение вала по п. 1, отличающееся тем, что питающие каналы выполнены с различным углом наклона оси питающего канала к касатель ной, проведенной к окружности на поверхности трения уплотнительного кольца. 44. Уплотнение вала по п. 1, или по п. 27, или по п. 28, или по п. 29, или по п. 30, или по п. 31, от личающееся тем, что питающие каналы выполнены с различной длиной. 45. Уплотнение вала по п. 1, или по п. 27, или по п. 28, или по п. 29, или по п. 30, или по п. 31, от личающееся тем, что питающие каналы с раз личной длиной чередуются между собой в шах матном порядке. 46. Уплотнение вала по п. 1, или по п. 27, или по п. 28, или по п 29, или по п 30, или по п. 31, от личающееся тем, что питающие каналы с раз личной длиной сгруппированы по крайней мере по два, и эти группы чередуются между собой в шах матном порядке. 47. Уплотнение вала по п. 1, отличающееся тем, что в питающих каналах выполнено по крайней мере одно отверстие, соединяющее питающий канал с уплотняемой полостью. 48 Уплотнение вала по п. 1, отличающееся тем, что угол между плоскостью канала и поверхностью трения уплотнительного кольца изменяется от 0,1 п до 0,9 п 49. Уплотнение вала по п. 1, отличающееся тем, '' что в питающих каналах выполнены концентраторы давления в виде по крайней мере одного глухого отверстия, диаметр которого больше ширины питающего канала, а глубина больше или равна глубине питающего канала 50 Уплотнение вала по п. 1, отличающееся тем, что питающие каналы тангенциальной направленности выполнены с сужающимся входным участком и расширяющимся выходным. 51. Уплотнение вала по п. 1, отличающееся тем, что питающие каналы выполнены в виде сегментов постоянной или переменной глубины в ради- ' альном направлении. 52 Уплотнение вала по п. 1, отличающееся тем, что питающие каналы тангенциальной и радиальной направленности чередуются между собой в шахматном порядке. Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в насосах, компрессорах и аппаратах химических производств для герметизации вращающихся валов. В известных конструкциях уплотнений вращающихся валов [Марцинковский В.А. Бесконтактные уплотнения роторных машин. - М.. Машиностроение, 1980. - С. 180 -196; А. с. СССР 446695. Торцовое уплотнение с регулируемой утечкой / К.В. Лисицын, Н.В. Передерни, В.А Марцинковский. Опубл. в Б. И. 1974. - № 38; Марцинковский В.А., Ворона П.Н. Насосы атомных электростанций. - М. Энергоатомиздат, 1987 - С. 163-170], уплотнение вала, содержит установленное в корпусе аксиально-подвижное и на валу вращающееся уплотнительные кольца с питающими каналами на поверхности трения одного из колец, подводящими уплотняемую среду к замкнутым камерам, расположенным на поверхности трения другого кольца. Однако такие конструкции уплотнений вала имеют недостаточную надежность, поскольку вследствие малой несущей способности и жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре не обеспечивают устойчивый бесконтактный режим работы поверхностей трения при различных давлениях уплотняемой среды и скоростях вращения, кроме того, недостаточно интенсивный проток уплотняемой среды через питающие каналы не позволяет осуществить эффективное охлаждение поверхностей трения и эффективную сепарацию абразивных частиц, содержащихся в уплотняемой среде, т.е общая надежность таких конструкций уплотнений вала невысокая Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому положительному технико-экономическому эффекту является конструкция уплотнения вала [1], содержащая установленные герметично в корпусе и разделяющие между собой полости высокого и низкого давления аксиально-подвижное и на валу вращающееся уплотнительные кольца с питающими каналами на одном из колец, подводящими уплотняемую среду к замкнутым камерам, расположенным на поверхности трения другого кольца. Однако такая конструкция уплотнения вала имеет невысокую надежность, т к при невысоких скоростях скольжения и низких давлениях уплотняемой среды такое уплотнение вала имеет малую несущую способность и жесткость слоя уп 27928 лотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к нарушению бесконтактного режима работы поверхностей трения уплотнительных колец. В основу настоящего изобретения поставлена задача повышения надежности и срока службы уплотнения вала в широком диапазоне режимных параметров (скорости вращения ротора, уплотняемого давления) за счет повышения его несущей способности, жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, обеспечения эффективного охлаждения трущихся поверхностей и предотвращения попадания малоразмерных твердых включений в торцовый зазор путем оптимизации геометрических размеров замкнутых камер, порядка их расположения на поверхности трения уплотнительного кольца и выбора оптимальной формы, размеров и расположения питающих каналов. Уплотнение вала содержит установленные герметично в корпусе аксиально-подвижное и на валу с возможностью вращения уплотнительные кольца с питающими каналами на поверхности трения одного из колец, подводящими уплотняемую среду к замкнутым камерам, расположенным на поверхности трения другого кольца, при этом питающие каналы выполнены с переменной по длине площадью поперечного сечения, а замкнутые камеры выполнены по крайней мере с одним переменным параметром, характеризующим объем, радиальное и угловое расположение замкнутых камер на поверхности трения, а именно - глубину, ширину, длину, радиус расположения, расстояние между замкнутыми камерами в окружном направлении, угол наклона оси симметрии замкнутых камер к касательной, проведенной к окружности, концентричной оси уплотнительного кольца, при этом площадь замкнутой камеры выбрана из соотношения Z0J где Sk - площадь, занимаемая замкнутой камерой на поверхности трения уплотнительного кольца; RH - наружный радиус поверхности трения уплотнительного кольца; ReH - внутренний радиус поверхности трения уплотнительного кольца. Замкнутые камеры на поверхности трения уплотнительного кольца выполняются с различной глубиной. Замкнутые камеры, различающиеся по глубине, чередуются между собой в шахматном порядке. Замкнутые камеры с одинаковой глубиной могут быть сгруппированы по крайней мере по две, и группы замкнутых камер, различающиеся по глубине, чередуются между собой в шахматном порядке. Замкнутые камеры с различной глубиной или их группы, различающиеся по глубине, расположены так, что их глубина увеличивается от минимальной до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковой глубиной. Замкнутые камеры с различной глубиной или их группы расположены так, что их глубина увеличивается от минимальной до максимальной величины с периодичностью крат ной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковой глубиной. Замкнутые камеры на поверхности трения уплотнительного кольца выполняются с различной шириной. Замкнутые камеры, различающиеся по ширине, чередуются между собой в шахматном порядке. Замкнутые камеры с одинаковой шириной могут быть сгруппированы по крайней мере по две, и группы замкнутых камер, различающиеся по ширине, чередуются между собой в шахматном порядке. Замкнутые камеры с различной шириной или их группы, различающиеся по ширине, расположены так, что их ширина увеличивается от минимальной до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковой шириной. Замкнутые камеры с различной шириной или их группы расположены так, что их ширина увеличивается от минимальной до максимальной величины с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковой шириной. Замкнутые камеры на поверхности трения уплотнительного кольца выполняются с различной длиной. Замкнутые камеры, различающиеся по длине, чередуются между собой в шахматном порядке. Замкнутые камеры с одинаковой длиной могут быть сгруппированы по крайней мере по две, и группы замкнутых камер, различающиеся по длине, чередуются между собой в шахматном порядке. Замкнутые камеры с различной длиной или их группы, различающиеся по длине, расположены так, что их длина увеличивается от минимальной до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковой длиной. Замкнутые камеры с различной длиной или их группы расположены так, что их длина увеличивается от минимальной до максимальной величины с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковой длиной. Замкнутые камеры на поверхности трения уплотнительного кольца выполняются с различным расстоянием между собой. Замкнутые камеры с различным расстоянием между собой, чередуются в шахматном порядке. Замкнутые камеры с одинаковым расстоянием между собой могут быть сгруппированы по крайней мере по две, и группы замкнутых камер, различающиеся по расстоянию между замкнутыми камерами, чередуются между собой в шахматном порядке. Замкнутые камеры с различным расстоянием между собой или их группы, расположены так, что расстояние между замкнутыми камерами увеличивается от минимальной до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковым расстоянием между замкнутыми камерами. Замкнутые камеры с различным расстоянием между собой или их группы расположены так, что расстояние между замкнутыми камерами увеличивается от минимальной до максимальной величины с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковым расстоянием между замкнутыми камерами. 27928 Замкнутые камеры на поверхности трения уплотнительного кольца выполняются с различным углом наклона оси симметрии замкнутой камеры к касательной, проведенной к окружности, концентричной оси уплотнительного кольца. Замкнутые камеры с различным углом наклона оси симметрии, чередуются в шахматном порядке Замкнутые камеры с одинаковым углом наклона оси симметрии могут быть сгруппированы по крайней мере по две, и группы замкнутых камер, различающиеся углом наклона оси симметрии замкнутой камеры, чередуются между собой в шахматном порядке Замкнутые камеры с различным углом наклона оси симметрии или их группы, расположены так, что угол наклона оси симметрии замкнутой камеры увеличивается от минимальной до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковым углом наклона оси симметрии замкнутой камеры. Замкнутые камеры с различным углом наклона оси симметрии или их группы расположены так, что угол наклона оси симметрии увеличивается от минимальной до максимальной величины с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковым углом наклона оси симметрии замкнутой камеры Замкнутые камеры на поверхности трения уплотнительного кольца выполняются с различным расстоянием от оси уплотнительного кольца. Замкнутые камеры, различающиеся по расстоянию от оси уплотнительного кольца, чередуются между собой в шахматном порядке Замкнутые камеры с одинаковым расстоянием от оси уплотнительного кольца могут быть сгруппированы по крайней мере по две, и группы замкнутых камер, различающиеся по расстоянию от оси уплотнительного кольца, чередуются между собой в шахматном порядке Замкнутые камеры с различным расстоянием от оси уплотнительного кольца или их группы, различающиеся по расстоянию от оси уплотнительного кольца, расположены так, что их расстояние от оси уплотнительного кольца увеличивается от минимальной до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп расположенных на одинаковом различным расстоянием от оси уплотнительного кольца. Замкнутые камеры с различным расстоянием от оси уплотнительного кольца или их группы расположены так, что расстояние от оси уплотнительного кольца увеличивается от минимальной до максимальной величины с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковым расстоянием от оси уплотнительного кольца Замкнутые камеры на поверхности трения уплотнительного кольца выполняются с различным объемом Замкнутые камеры, различающиеся по объему, чередуются между собой в шахматном порядке Замкнутые камеры с одинаковым объемом могут быть сгруппированы по крайней мере по две, и группы замкнутых камер, различающиеся по объему, чередуются между собой в шахматном порядке Замкнутые камеры с различным объемом или их группы, различающиеся по объему, расположены так, что их объем увеличивается от минимальной до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковым объемом Замкнутые камеры с различным объемом или их группы расположены так, что их объем увеличивается от минимальной до максимальной величины с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковым объемом. Питающие каналы радиальной направленности выполнены с переменной по длине глубиной. Питающие каналы радиальной направленности выполнены с переменной по длине шириной Питающие каналы выполнены в виде хорд тангенциальной направленности с переменной по длине глубиной. Питающие каналы выполнены в виде хорд тангенциальной направленности с переменной по длине шириной Питающие каналы радиальной направленности выполнены с различным углом наклона оси питающего канала к наружной окружности поверхности трения уплотнительного кольца Питающие каналы выполнены с различной длиной, при этом питающие каналы с различной длиной чередуются между собой в шахматном порядке. Питающие каналы с различной длиной сгруппированы по крайней мере по две, и эти группы с питающими каналами одинаковой длины чередуются между собой в шахматном порядке В питающих каналах выполнено по крайней мере одно отверстие, соединяющее питающий канал с уплотняемой полостью Питающие каналы выполнены так, что угол между плоскостью канала и поверхностью трения уплотнительного кольца изменяется от 0,1тс до 0,97с В питающих каналах выполнены концентраторы давления в виде по крайней мере одного глухого отверстия, диаметр которого больше ширины питающего канала, а глубина больше или равна глубине питающего канала. Питающие каналы тангенциальной направленности выполнены с сужающимся входным участком и расширяющимся выходным Питающие каналы на поверхности трения уплотнительного кольца выполнены в виде сегментов постоянной или переменной глубины в радиальном направлении Питающие каналы тангенциальной и радиальной направленности выполнены чередующимися между собой в шахматном порядке. Предлагаемая конструкция уплотнения вала обладает следующими существенными отличительными признаками Питающие каналы выполнены с переменной по длине площадью поперечного сечения, что позволяет преобразовать динамический напор, развиваемый питающими каналами при вращении уплотнительного кольца, в статический. Это приводит к повышению давления уплотняемой среды, подводимой питающими каналами в замкнутые камеры, вследствие чего увеличивается несущая способность слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, тем самым повышается надежность уплотнения вала и увеличивается его срок службы. Замкнутые камеры на поверхности трения уплотнительного кольца выполнены по крайней мере с одним переменным параметром, характеризующим объем, радиальное и угловое расположение замкнутых камер на поверхности трения, а 27928 именно - глубину, ширину, окружную длину, радиус расположения, расстояние между камерами в окружном направлении, угол наклона оси замкнутой камеры к окружности, концентричной оси уплотнительного кольца Это позволяет оптимизировать распределение давления в окружном направлении, вследствие этого повышается несущая способность уплотнения, жесткость слоя рабочей среды в торцовом зазоре в результате чего надежность уплотнения вала увеличивается Площадь замкнутой камеры на поверхности трения уплотнительного кольца выбирается из соотношения где Sk - площадь, занимаемая замкнутой камерой на поверхности трения уплотнительного кольца, RH - наружный радиус поверхности трения уплотнительного кольца, ReH - внутренний радиус поверхности трения уплотнительного кольца Соблюдение этого соотношения позволяет достичь наилучшего сочетания несущей способности уплотнения вала и величины утечки Замкнутые камеры на поверхности трения уплотнительного кольца выполнены с различной глубиной, это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры, различающиеся по глубине, чередуются между собой в шахматном порядке, это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры с одинаковой глубиной сгруппированы по крайней мере по две, и группы замкнутых камер, различающиеся по глубине, чередуются между собой в шахматном порядке, это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры с различной глубиной или их группы, различающиеся по глубине, расположены так, что их глубина увеличивается от минимальной до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковой глубиной Это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры с различной глубиной или их группы расположены так, что их глубина увеличивается от минимальной до максимальной величины с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковой глубиной Это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры на поверхности трения уплотнительного кольца выполнены с различной шириной, это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры, различающиеся по ширине, чередуются между собой в шахматном порядке, это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры с одинаковой шириной сгруппированы по крайней мере по две, и группы замкнутых камер, различающиеся по ширине, чередуются между собой в шахматном порядке, это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры с различной шириной или их группы, различающиеся по ширине, расположены так, что их ширина увеличивается от минимальной до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковой глубиной Это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и 27928 осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры с различной шириной или их группы расположены так, что их ширина увеличивается от минимальной до максимальной величины с периодичностью, кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковой глубиной. Это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры на поверхности трения уплотнительного кольца выполняются с различной длиной, это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды 8 торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры, различающиеся по длине, чередуются между собой в шахматном порядке, это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала. Замкнутые камеры с одинаковой длиной сгруппированы по крайней мере по две, и группы замкнутых камер, различающиеся по длине, чередуются между собой в шахматном порядке, это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала. Замкнутые камеры с различной длиной или их группы, различающиеся по длине, расположены так, что их длина увеличивается от минимальной до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковой глубиной Это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала. Замкнутые камеры с различной длиной или их группы расположены так, что их длина увеличивается от минимальной до максимальной величины с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковой глубиной. Это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала. Замкнутые камеры на поверхности трения уплотнительного кольца выполняются с различным расстоянием между собой, это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры с различным расстоянием между собой, чередуются в шахматном порядке, это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала. Замкнутые камеры с одинаковым расстоянием между собой сгруппированы по крайней мере по две, и группы замкнутых камер, различающиеся по расстоянию между собой, чередуются в шахматном порядке, это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала. Замкнутые камеры с различным расстоянием между собой или их группы расположены так, что расстояние между замкнутыми камерами увеличивается от минимальной до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковой глубиной. Это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры с различным расстоянием между собой или их группы расположены так, что расстояние между камерами увеличивается от минимальной до максимальной величины с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковой глубиной. Это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вслед 27928 ствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры на поверхности трения уплотнительного кольца выполняются с различным углом наклона оси симметрии к касательной, проведенной к окружности, концентричной оси уплотнительного кольца, это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры с различным углом наклона оси симметрии, чередуются в шахматном порядке, это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры с одинаковым углом наклона оси симметрии сгруппированы по крайней мере по две, и группы замкнутых камер, различающиеся углом наклона оси симметрии, чередуются в шахматном порядке, это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры с различным углом наклона оси симметрии или их группы расположены так, что угол наклона оси симметрии замкнутых камер увеличивается от минимальной до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковой глубиной Это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры с различным углом наклона оси симметрии или их группы расположены так, что угол наклона осей симметрии увеличивается от минимальной до максимальной величины с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковой глубиной Это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гид ро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры на поверхности трения расположены на различном расстоянии от оси уплотнитель ного кольца, это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры с различным расстоянием от оси уплотнительного кольца, чередуются в шахматном порядке, это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры с одинаковым расстоянием от оси уплотнительного кольца сгруппированы по крайней мере по две, и группы замкнутых камер, с различным расстоянием от оси уплотнительного кольца, чередуются в шахматном порядке, это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры с различным расстоянием от оси уплотнительного кольца или их группы расположены так, что расстояние от оси уплотнительного кольца до замкнутой камеры увеличивается от минимальной до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковой глубиной Это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры с различным расстоянием от оси уплотнительного кольца или их группы расположены так, что расстояние от оси уплотнительного кольца увеличивается от минимальной до максимальной величины с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковой глубиной Это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей 27928 способности уплотнения и увеличение жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры на поверхности трения уплотнительного кольца выполнены с различным объемом, это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры, различающиеся по объему, чередуются между собой в шахматном порядке, это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры с одинаковым объемом сгруппированы по крайней мере по две, и группы замкнутых камер, различающиеся по объему, чередуются между собой в шахматном порядке, это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры с различным объемом или их группы, различающиеся по объему, расположены так, что их объем увеличивается от минимальной до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковой глубиной Это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение угловой и осевой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала Замкнутые камеры с различным объемом или их группы расположены так, что их объем увеличивается от минимальной до максимальной величины с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковым объемом Это приводит к изменению распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, вследствие чего в торцовой паре образуются гидро(газо)динамические клинья, обеспечивающие повышение несущей способности уплотнения и увеличение жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, что приводит к повышению общей надежности уплотнения вала. Замкнутые камеры выполнены с переменной по длине глубиной, что уменьшает гидравлические потери при вытекании уплотняемой среды из замкнутых камер, это способствует лучшей смазке поверхностей трения Кроме того при вращении уплотняемая среда увлекается в окружное течение и взаимодействует с дном замкнутых камер, в результате чего возникает эффект гидро(газо)динамического расклинивания, обеспечивающий повышение несущей способности уплотнения вала за счет, т е увеличивается надежность уплотнения вала в целом Замкнутые камеры выполнены с переменной по длине шириной, что способствует лучшей смазке поверхностей трения, обеспечивая тем самым увеличению надежности уплотнения вала в целом Питающие каналы радиальной направленности выполнены с переменной по длине глубиной, что позволяет повысить эффективность сепарирования твердых абразивных включений, тем самым предотвращая их попадание в торцовый зазор, в результате чего достигается повышение надежности уплотнения вала и увеличение его долговечности Питающие каналы радиальной направленности выполнены с переменной по длине шириной, что позволяет повысить эффективность сепарирования твердых абразивных включений, тем самым предотвращая их попадание в торцовый зазор, в результате чего достигается повышение надежности уплотнения вала и увеличение его долговечности Питающие каналы выполнены в виде хорд тангенциальной направленности с переменной по длине глубиной, что позволяет обеспечить преобразование динамического напора, развиваемого питающими каналами при вращении в статический, тем самым увеличивая давление уплотняемой среды, подаваемой в замкнутые камеры Это приводит к повышению несущей способности уплотнения, увеличению жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, обеспечивая повышение общей надежности уплотнения вала особенно при больших скоростях вращения и малых перепадах уплотняемого давления Питающие каналы выполнены в виде хорд тангенциальной направленности с переменной по длине шириной, что позволяет обеспечить преобразование динамического напора, развиваемого питающими каналами при вращении в статический, тем самым увеличивая давление уплотняемой среды, подаваемой в замкнутые камеры Это приводит к повышению несущей способности уплотнения, увеличению жесткости слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре, обеспечивая повышение общей надежности уплотнения вала особенно при больших скоростях вращения и малых перепадах уплотняемого давления Питающие каналы выполнены с различным углом наклона оси питающего канала к касательной, проведенной к окружности на поверхности трения уплотнительного кольца, что позволяет увеличить давление, развиваемое питающими каналами при вращении, это приводит к повышению несущей способности уплотнения, обеспечи 27928 статический, в результате чего повышается давление уплотняемой среды, которая подается в замкнутые камеры, при этом повышается несущая способность уплотнения вала, и, в конечном счете, повышается его надежность Питающие каналы тангенциальной направленности выполнены с сужающимся входным участком и расширяющимся выходным, что позволяет уменьшить гидравлические потери на входе в питающий канал, тем самым повышая давление уплотняемой среды, которая подается в замкнутые камеры, при этом повышается несущая способность уплотнения вала, и, в конечном счете, повышается его надежность в целом. Питающие каналы тангенциальной и радиальной направленности чередуются между собой в шахматном порядке, что при вращении позволяет создать по крайней мере один бегущий гидро(газо)динамический клин за счет разности давлений, развиваемых каналами тангенциальной и радиальной направленности, при этом также различается время, в течение которого каналы различной формы сообщаются с замкнутыми камерами, это ведет к изменению характера распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении, что обеспечивает повышение несущей способности уплотнения вала, осевой и угловой жесткости слоя уплотняемой среды в торцовой паре, и, в конечном счете, повышается надежность уплотнения вала в целом Питающие каналы на поверхности трения уплотнительного кольца выполнены в виде сегментов постоянной или переменной глубины в радиальном направлении, что позволяет за счет инерционного эффекта, вызванного вращением уплотнительного кольца, обеспечить сепарацию малоразмерных твердых включений, находящихся в уплотняемой среде, тем самым предотвратить попадание их в торцовый зазор, кроме того, большая площадь питающих каналов позволяет увеличить проток уплотняемой среды через питающие каналы, улучшая охлаждение поверхностей трения уплотнительных колец, что, в конечном итоге, ведет к повышению надежности функционирования уплотнения вала Таким образом, все существенные признаки настоящего технического решения направлены на решение поставленной задачи, а именно повышение надежности и долговечности работы уплотнения, сохранения работоспособности при различных сочетаниях рабочих параметров. Сущность настоящего изобретения поясняется чертежами, где на фиг 1 представлен продольный разрез уплотнения вала; на фиг 2 показан фрагмент поверхности трения 6 уплотнительного кольца 2 с замкнутыми камерами 7, на фиг. 3 показан фрагмент сечения уплотнительного кольца 2 с замкнутыми камерами 7 различной глубины, чередующимися в шахматном порядке; на фиг 4 показан фрагмент сечения уплотнительного кольца 2 с замкнутыми камерами 7 различной глубины, которые сгруппированы по две, и группы замкнутых камер различной глубины чередуются в шахматном порядке; на фиг 5 показан фрагмент сечения уплотнительного кольца 2 с замкнутыми камерами 7 различной глубины, расположенными так, что их глубина увеличивается; фиг. 6 пред вая повышение надежности уплотнения вала в целом и увеличение его срока службы Питающие каналы выполнены с различной длиной, что позволяет управлять порядком запитки уплотняемой средой замкнутых камер, расположенных на различном расстоянии от оси уплотнительного кольца, что приводит к изменению характера распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении и образованию гидро(газо)динамических клиньев, повышающих несущую способность уплотнения, его осевую и угловую жесткость, что приводит к повышению надежности уплотнения и увеличению его срока службы Питающие каналы с различной длиной чередуются между собой в шахматном порядке, это позволяет упорядочить запитку уплотняемой средой замкнутых камер, расположенных на различном расстоянии от оси уплотнительного кольца, что приводит к изменению характера распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении и образованию гидро(газо)динамических клиньев, повышающих несущую способность уплотнения, его осевую и угловую жесткость, что приводит к повышению надежности уплотнения и увеличению его срока службы. Питающие каналы различной длины сгруппированы, по крайней мере по две, и эти группы чередуются между собой в шахматном порядке, это позволяет упорядочить запитку уплотняемой средой замкнутых камер, расположенных на различном расстоянии от оси уплотнительного кольца, что приводит к изменению характера распределения давления в торцовом зазоре в окружном направлении и образованию гидро(газо)динамических клиньев, повышающих несущую способность уплотнения, его осевую и угловую жесткость, что приводит к повышению надежности уплотнения и увеличению его срока службы. Угол между плоскостью канала и поверхностью трения уплотнительного кольца может изменяться от 0,1л: до 0,9я, что позволяет сепарировать твердые абразивные частицы в верхней части сечения питающего канала за счет инерционных сил, возникающих при вращении уплотнительного кольца, при этом предотвращается попадание абразивных частиц в торцовый зазор, в результате чего повышается надежность и срок службы уплотнения В питающих каналах выполнено, по крайней мере, одно отверстие, соединяющее питающий канал с уплотняемой полостью, что обеспечивает проток уплотняемой среды через тело уплотнительного кольца, обеспечивая тем самым его интенсивное охлаждение, кроме того изменяется распределение давления по длине питающего канала, что приводит к увеличению несущей способности уплотнения, за счет создания дополнительного несущего гидро(газо)динамического клина, в результате чего повышается надежность работы уплотнения вала особенно при больших скоростях вращения. В питающих каналах выполнены концентраторы давления в виде, по крайней мере, одного глухого отверстия, которые позволяют оптимизировать преобразование динамического напора, развиваемого питающими каналами при вращении в 10 27928 ми 5, выполненными с углом а между осью канала и касательной, проведенной к среднему диаметру окружности; на фиг 2 5 показано уплотнительное кольцо 4 с питательными каналами 5 тангенциальной направленности, в которых выполнены концентраторы давления 8 в виде углублении в средней части канала; на фиг. 26 показано уплотнительное кольцо 4 с питательными каналами 5 тангенциальной направленности, которые соединены отверстием 10 с полостью высокого давления; на фиг 27 показано уплотнительное кольцо 4 с питательным каналом 5 тангенциальной направленности, выполненным с сужающимся начальным 12 участком и расширяющимся 13 конечным; на фиг. 28 показано уплотнительное кольцо 4 с питательным каналом 5, выполненным в виде лыски и дополнительным питательным каналом в тангенциальной направленности, выполненным с сужающимся начальным участком 12 и расширяющимся 13 конечным, на фиг. 29 показано уплотнительное кольцо 4 с питательным каналом 5, выполненным в виде лыски и концентратором давления 8 в виде углубления в средней части канала; на фиг. 30 показано уплотнительное кольцо 4 с сегментным питающим каналом 5 переменной глубины в радиальном направлении; на фиг. 31-33 показано уплотнительное кольцо с профилем поперечного сечения питательного канала; на фиг. 34-36 показано уплотнительное кольцо с профилем продольного сечения питательного канала; на фиг. 37 показан профиль поперечного сечения питательного канала 5 тангенциальной направленности; на фиг. 38 показан профиль поперечного сечения питательного канала 5 тангенциальной направленности, плоскость которого расположена под углом к рабочей поверхности уплотнительного кольца; на фиг. 39 показан профиль поперечного сечения питательного канала, выполненного в виде лыски переменной глубины в радиальном направлении, с дополнительным закрытым каналом 9 тангенциальной направленности, плоскость которого расположена под углом к рабочей поверхности уплотнительного кольца; на фиг. 40 показан профиль поперечного сечения питательного канала 5, выполненного в виделыски переменной глубины в радиальном направлении. Уплотнение вала, согласно изобретению, содержит установленные герметично в корпусе 1 аксиально-подвижное 2 и на валу 3 вращающееся 4 уплотнительные кольца с питающими каналами 5, подводящими уплотняемую среду к расположенным на поверхности трения 6 кольца 2 замкнутым камерам 6. Питающие каналы 5 выполнены с переменной по длине площадью поперечного сечения, а замкнутые камеры 7 на поверхности трения 6 кольца 2 выполнены по крайней мере с одним переменным параметром, характеризующим объем, радиальное и угловое расположение замкнутых камер 7 на поверхности трения 6, а именно - глубину, ширину, окружную длину, радиус расположения, расстояние между замкнутыми камерами 7 в окружном направлении, угол наклона оси замкнутой камеры к касательной, проведенной к окружности, концентричной оси уплотнительного кольца, при этом площадь замкнутой камеры 7 на ставлено уплотнительное кольцо 2 с чередованием камер 7, выполненных на различном расстоянии от оси кольца, в шахматном порядке; на фиг. 7 представлено уплотнительное кольцо 2 с чередованием групп камер 7, выполненных на различном расстоянии от оси кольца, в шахматном порядке; на фиг. 8 представлено уплотнительное кольцо 2 с камерами 7, выполненными на эксцентричной относительно оси кольца окружности; на фиг. 9 представлено уплотнительное кольцо 2 с камерами 7, выполненными на различном расстоянии от оси кольца плавно возрастающим от минимума до максимума; на фиг. 10 представлено уплотнительное кольцо 2 с камерами 7, выполненными на различном расстоянии от оси кольца плавно возрастающим от минимума до максимума и вновь до минимума; на фиг. 11 представлено уплотнительное кольцо 2 с чередованием замкнутых камер 7, выполненных с различной шириной, в шахматном порядке; на фиг. 12 представлено уплотнительное кольцо 2 с чередованием групп замкнутых камер 7, выполненных с различной шириной, в шахматном порядке; на фиг. 13 представлено уплотнительное кольцо 2 с камерами 7, выполненных с различной шириной при этом величина ширины увеличивается от минимальной до максимальной; на фиг. 14 представлено уплотнительное кольцо 2 с камерами 7, выполненных с различной шириной при этом величина ширины увеличивается от минимальной до максимальной и вновь до минимальной; на фиг. 15 представлено уплотнительное кольцо 2 с камерами 7, выполненными с шириной плавно возрастающей по окружности кольца от минимума до максимума и плавно убывающей вновь до минимума, на фиг. 16 представлено уплотнительное кольцо 2 с чередованием замкнутых камер 7, выполненных с различной длиной, в шахматном порядке; на фиг. 17 представлено уплотнительное кольцо 2 с чередованием групп замкнутых камер 7, выполненных с различной длиной, в шахматном порядке; на фиг. 18 представлено уплотнительное кольцо 2 с камерами 7, выполненными с различной длиной, при этом величина длины увеличивается от минимальной до максимальной и вновь до минимальной; на фиг 19 представлено уплотнительное кольцо 2 с камерами 7, выполненными с различной длиной, при этом величина длины увеличивается от минимальной до максимальной; на фиг 20 представлено уплотнительное кольцо 2 с камерами 7, выполненными с длиной плавно возрастающей по окружности кольца от минимума до максимума и убывающей вновь до минимума; на фиг. 21 представлено уплотнительное кольцо 2 с замкнутыми камерами 7, выполненными постоянным углом наклона оси камеры к касательной, проведенной к средней окружности; на фиг. 22 представлено уплотнительное кольцо 2 с замкнутыми камерами 7, выполненными с плавно увеличивающимся от минимума до максимума и плавно уменьшающимся от максимума до минимума углом наклона оси камеры к средней окружности; на фиг. 23 представлено уплотнительное кольцо 2 с чередующимися замкнутыми камерами 7, выполненными с различной величиной угла наклона оси камеры, в шахматном порядке; на фиг 24 представлено уплотнительное кольцо 4 с питательными канала 11 27928 различной длиной или их группы расположены так, что их длина увеличивается от минимальной до максимальной величины с периодичностью кратной количеству замкнутых камер 7 или их групп с одинаковой длиной. Замкнутые камеры 7 на поверхности трения 6 уплотнительного кольца 2 выполнены с различным расстоянием между собой. Замкнутые камеры 7 с различным расстоянием между собой, чередуются в шахматном порядке Замкнутые камеры 7 с одинаковым расстоянием между собой могут быть сгруппированы по крайней мере по две, и группы замкнутых камер, различающиеся по расстоянию между замкнутыми камерами 7, чередуются между собой в шахматном порядке. Замкнутые камеры 7 с различным расстоянием между собой или их группы, расположены так, что расстояние между замкнутыми камерами 7 увеличивается от минимальной до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью кратной количеству замкнутых камер 7 или их групп с одинаковым расстоянием между замкнутыми камерами 7 Замкнутые камеры 7 с различным расстоянием между собой или их группы расположены так, что расстояние между замкнутыми камерами 7 увеличивается от минимальной до максимальной величины с периодичностью кратной количеству замкнутых камер 7 или их групп с одинаковым расстоянием между замкнутыми камерами 7. Замкнутые камеры 7 на поверхности трения б уплотнительного кольца 2 выполнены с различным углом наклона оси замкнутой камеры 7 к окружности концентричной оси уплотнительного кольца 2. Замкнутые камеры 7 с различным углом наклона оси, чередуются в шахматном порядке. Замкнутые камеры 7 с одинаковым углом наклона оси могут быть сгруппированы по крайней мере по две, и группы замкнутых камер 7, различающиеся углом наклона оси, чередуются между собой в шахматном порядке. Замкнутые камеры 7 с различным углом наклона оси или их группы, расположены так, что угол наклона оси увеличивается от минимальной до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью кратной количеству замкнутых камер 7 или их групп с одинаковым углом наклона оси. Замкнутые камеры 7 с различным углом наклона оси или их группы расположены так, что угол наклона оси увеличивается от минимальной до максимальной величины с периодичностью кратной количеству замкнутых камер 7 или их групп с одинаковым углом наклона оси. Замкнутые камеры 7 на поверхности трения 6 уплотнительного кольца 2 выполняются с различным расстоянием от оси уплотнительного кольца 2. Замкнутые камеры 7, различающиеся по расстоянию от оси уплотнительного кольца 2, чередуются между собой в шахматном порядке. Замкнутые камеры 7 с одинаковым расстоянием от оси уплотнительного кольца 2 могут быть сгруппированы по крайней мере по две, и группы замкнутых камер 7, различающиеся по расстоянию от оси уплотнительного кольца 2, чередуются между собой в шахматном порядке. Замкнутые камеры 7 с различным расстоянием от оси уплотнительного кольца 2 или их группы, различающиеся по рас поверхности трения б кольца 2 выбрана из соотношения Z0,3 где Sk - площадь, занимаемая одной камерой на поверхности трения кольца; RH - наружный радиус поверхности трения уплотнительного кольца; Reft - внутренний радиус поверхности трения уплотнительного кольца. Замкнутые камеры 7 на поверхности трения 6 уплотнительного кольца 2 выполнены с различной глубиной. Замкнутые камеры 7, различающиеся по глубине, чередуются между собой в шахматном порядке. Замкнутые камеры 7 с одинаковой глубиной могут быть сгруппированы по крайней мере по две, и группы замкнутых камер 7, различающиеся по глубине, чередуются между собой в шахматном порядке. Замкнутые камеры 7 с различной глубиной или их группы, различающиеся по глубине, расположены так, что их глубина увеличивается от минимальной до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью кратной количеству замкнутых камер 7 или их групп с одинаковой глубиной. Замкнутый камеры 7 с различной глубиной или их группы расположены так, что их глубина увеличивается от минимальной до максимальной величины с периодичностью кратной количеству замкнутых камер или их групп с одинаковой глубиной. Замкнутые камеры 7 на поверхности трения б уплотнительного кольца 2 выполнены с различной шириной. Замкнутые камеры 7, различающиеся по ширине, чередуются между собой в шахматном порядке Замкнутые камеры 7 с одинаковой шириной могут быть сгруппированы по крайней мере по две, и группы замкнутых камер 7, различающиеся по ширине, чередуются между собой в шахматном порядке. Замкнутые камеры 7 с различной шириной или их группы, различающиеся по ширине, расположены так, что их ширина увеличивается от минимальной до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью кратной количеству замкнутых камер 7 или их групп с одинаковой шириной. Замкнутые камеры 7 с различной шириной или их группы расположены так, что их ширина увеличивается от минимальной до максимальной величины с периодичностью кратной количеству замкнутых камер 7 или их групп с одинаковой шириной. Замкнутые камеры 7 на поверхности трения б уплотнительного кольца 2 выполнены с различной длиной Замкнутые камеры 7, различающиеся по длине, чередуются между собой в шахматном порядке. Замкнутые камеры 7 с одинаковой длиной могут быть сгруппированы по крайней мере по две, и группы замкнутых камер 7, различающиеся по длине, чередуются между собой в шахматном порядке. Замкнутые камеры 7 с различной длиной или их группы, различающиеся по длине, расположены так, что их длина увеличивается от минимальной до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью кратной количеству замкнутых камер 7 или их групп с одинаковой длиной. Замкнутые камеры 7 с 12 27928 лы 5 на поверхности трения 6 уплотнительного кольца 4 выполнены в виде сегментов постоянной или переменной глубины в радиальном направлении Питающие каналы 5 тангенциальной и радиальной направленности выполнены чередующимися между собой в шахматном порядке. Уплотнение вала, согласно изобретению, работает следующим образом. При работе роторной машины, например, центробежного компрессора, уплотняемая среда перекачиваемый газ, находящаяся в уплотняемой полости высокого давления поступает в питающие каналы 5, выполненные на поверхности трения 6 кольца 4 При вращении ротора питающие каналы 5 периодически сообщают замкнутые камеры 6 с уплотняемой полостью высокого давления, в результате чего давление в камерах 6 повышается. Это приводит к изменению баланса осевых сил, действующих на уплотнительное кольцо 2, и между поверхностями трения колец 2 и 4 возникает слой уплотняемой среды величиной от 0,001 до 0,02 мм Уплотняемая среда при этом разделяет поверхности трения 6 вращающегося 4 и не вращающегося 2 уплотнительных колец, и торцовая пара функционирует в бесконтактном режиме при малой протечке уплотняемой среды. Величина протечки зависит от высоты зазора между уплотнительными кольцами 2, 4, уплотняемого давления и скорости вращения ротора. При изменении режимов эксплуатации (скорости вращения ротора, уплотняемого давления) величина торцового зазора также изменяется, вследствие изменения баланса осевых сил, действующих на аксиальноподвижное кольцо 2. Величина давления в замкнутых камерах 7 тем больше, чем меньше торцовый зазор и чем больше частота вращения ротора. Увеличение зазора вследствие осевых подвижек ротора приводит к уменьшению давления в замкнутых камерах 7 и нарушению баланса сил, действующих на аксиально-подвижное уплотнительное кольцо 2, в результате чего оно перемещается по направлению к вращающемуся уплотнительному кольцу 4, торцовый зазор уменьшается при этом давление в замкнутых камерах 7 возрастает, пока не установится баланс осевых сил, действующих на уплотнительное кольцо 2. Таким образом, уплотнение вала становится малочувствительным к колебаниям уплотняемого давления и осевым перемещениям ротора. Частота импульсов давления, действующих на аксиально-подвижное уплотнительное кольцо 2 равно произведению количества замкнутых камер б на частоту вращения ротора. В результате дискретного характера подвода уплотняемого давления в замкнутые камеры 6 уплотнительное кольцо 2 подвержено высокочастотным осевым колебаниям малой амплитуды, которые препятствуют возникновению облитерации в торцовом зазоре. Когда ротор не вращается, торцовый зазор равен 0, и протечка уплотняемой среды отсутствует, то есть уплотнение вала работает как стояночное Уплотнение вала реверсивно, то есть оно безразлично к направлению вращения ротора. Питающие каналы 5 при вращении ротора выполняют роль своеобразных сепараторов, препятствующих попаданию твердых абразивных частиц в торцовый зазор. Чередующиеся в определенном стоянию от оси уплотнительного кольца 2, расположены так, что их расстояние от оси уплотнительного кольца 2 увеличивается от минимальной до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью кратной количеству замкнутых камер 7 или их групп расположенных на одинаковом различным расстоянием от оси уплотнительного кольца 2. Замкнутые камеры 7 с различным расстоянием от оси уплотнительного кольца 2 или их группы расположены так, что расстояние от оси уплотнительного кольца 2 увеличивается от минимальной до максимальной величины с периодичностью кратной количеству замкнутых камер 7 или их групп с одинаковым расстоянием от оси уплотнительного кольца 2 Замкнутые камеры 7 на поверхности трения 6 уплотнительного кольца 2 выполняются с различным объемом. Замкнутые камеры 7, различающиеся по объему, чередуются между собой в шахматном порядке. Замкнутые камеры 7 с одинаковым объемом могут быть сгруппированы по крайней мере по две, и группы замкнутых камер 7, различающиеся по объему, чередуются между собой в шахматном порядке Замкнутые камеры 7 с различным объемом или их группы, различающиеся по объему, расположены так, что их объем увеличивается от минимальной до максимальной величины, а затем уменьшается до минимальной с периодичностью кратной количеству замкнутых камер 7 или их групп с одинаковым объемом. Замкнутые камеры 7 с различным объемом или их группы расположены так, что их объем увеличивается от минимальной до максимальной величины с периодичностью кратной количеству замкнутых камер 7 или их групп с одинаковым объемом. Питающие каналы 5 радиальной направленности выполнены с переменной по длине глубиной. Питающие каналы 5 радиальной направленности выполнены с переменной по длине шириной. Питающие каналы 5 выполнены в виде хорд тангенциальной направленности с переменной по длине глубиной. Питающие каналы 5 выполнены в виде хорд тангенциальной направленности с переменной по длине шириной. Питающие каналы 5 выполнены с различным углом наклона оси питающего канала к наружной окружности поверхности трения 8 Питающие каналы 5 выполнены с различной длиной, при этом питающие каналы 5 с различной длиной чередуются между собой в шахматном порядке. Питающие каналы 5 с различной длиной сгруппированы по крайней мере по две, и эти группы с питающими каналами 5 одинаковой длины чередуются между собой в шахматном порядке. В питающих каналах 5 выполнено, по крайней мере, одно отверстие 10, соединяющее питающий канал 5 с уплотняемой полостью Питающие каналы 5 выполнены так, что угол между плоскостью канала и поверхностью трения 6 уплотнительного кольца 4 изменяется от 0,1 /г до 0,9 71. В питающих каналах 5 выполнены концентраторы давления 8 в виде по крайней мере одного глухого отверстия, диаметр которого больше ширины питающего канала, а глубина больше или равна глубине питающего канала. Питающие каналы 5 тангенциальной направленности выполнены с сужающимся входным участком и расширяющимся выходным участком Питающие кана 13 27928 щающееся уплотнительное кольцо может выполняться из твердых износостойких материалов, но обычно для этой цели используются углеродные антифрикционные материалы, например, НИГРАН, НИГРАН-В, ХИМАНИТ, ХИМАНИТ-Т, различные графитопласты, силицированные графиты, коррозионностойкие металлы или стали с нанесением износостойкого покрытия химическим или ионноплазменным способом При этом, для уменьшения износа поверхностей трения 6, на обоих кольцах при пусках и остановах машины на них могут наноситься твердые смазки, например дисульфида молибдена и др Замкнутые камеры 7 чаще всего выполняются на поверхности трения 6 аксиально-подвижного уплотнительного кольца 2. Питающие каналы 5 и замкнутые камеры 7 могут выполняться различными способами: механической обработкой (фрезерованием, шлифованием алмазным кругом), электроэрозионным способом, химическим травлением, лазерной обработкой и др порядке замкнутые камеры 7, имеющие различные геометрические характеристики и/или положение на поверхности трения 6 уплотнительного кольца 2, позволяют создать по крайней мере один бегущий гидро(газо)динамический клин, повышающий несущую способность и жесткость слоя уплотняемой среды в торцовом зазоре. В предпочтительном варианте вращающееся уплотнительное кольцо 4 изготавливается из твердых износостойких материалов: минералокерамики, металлокерамики, карбида вольфрама, карбида кремния, карбида бора, нитрида бора, нитрида кремния, релита (карбид вольфрама с медной или никелевой связкой) и др. Кроме того, могут быть использованы износостойкие покрытия, получаемые различными методами электрохимии, наплавками, ионноплазменным напылением, микродуговым оксидированием, электроэрозионным легированием. При этом питающие каналы 5 преимущественно выполняются на поверхности трения 6 вращающегося уплотнительного кольца 4. Невра 14 МИф v-v a-a 8362.2 27928 Фиг. 2 Фиг. 4 С-С Фиг. 5 v L\ Фиг. 40 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку _______ 2001 р. Формат 60x84 1/8. Обсяг Чі 6 обл.- вид.арк. Тираж 50 прим. Зам.