Торцеве ущільнення

1. Торцеве ущільнення, що містить встановлене у корпусі упорне кільце, натискний пристрій і розташоване на валу опорне кільце, яке відрізняється тим, що натискний пристрій виконаний у вигляді кільцевих постійних магнітів, якнайменше, один із яких розташований у внутрішній стінці корпуса, яка прилягає до упорного кільця, а інший - у торці самого упорного кільця, протилежному його робочому торцю, при цьому магніти упорного кільця і корпуса обернені один до одного однойменними полюсами. 2. Торцеве ущільнення по п. 1, яке відрізняється тим, що торець опорного кільця і внутрішня стінка корпуса мають пару кільцевих постійних магнітів, причому магніти кожної пари з'єднані один з одним магнітопроводами і розташовані співвісно валу. (19) (21) 99010028 (22) 22.03.1999 (24) 15.11.2001 (46) 15.11.2001, Бюл. № 10, 2001 р. (72) Роговий Євген Дмитрович, Смирнов Михайло Михайлович, Левашов Віктор Олександрович, Наумов Євген Данилович, Пшик Василь Романович (73) АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "СУМСЬКЕ МАШИНОБУДІВНЕ НАУКОВО-ВИРОБНИЧЕ ОБ'ЄДНАННЯ ІМ. М.В. ФРУНЗЕ", UA (56) 1. Ущільнення та ущільнююча техніка: Довідник / Л.А. Кондаков, А.І. Голубев, В.Б. Овандер та ін.; Під загальною ред. А.І. Голубева, Л.А. Кондакова. - М.: Машинобудування, 1986. 2. SU 1590781 A1, 07.09.1990. 3. SU 602729 A, 15.04.1978. 4. SU 1078163 A, 07.03.1984. 5. SU 1124148 A, 15.11.1984. 42877 - натискний пристрій виконаний у вигляді кільцевих постійних магнітів, якнайменше, один з яких розташований на внутрішній стінці корпуса, яка прилягає до упорного кільця, а другий - у торці самого упорного кільця, протилежному його робочому торцю; - магніти упорного кільця і корпуса обернені один до одного однойменними полюсами; - торець опорного кільця, протилежний його робочому торцю, та внутрішня стінка корпуса, яка прилягає до упорного кільця, кожен, можуть мати, наприклад, пару кільцевих постійних магнітів; - магніти кожної пари кільця і корпуса можуть бути з'єднані магнітопроводами й розташовані співвісно валу. Перелічені вище ознаки є суттєвими відмінними ознаками, котрі у сукупності з відомими, є необхідними й достатніми для рішення поставленої задачі: - виконання натискного пристрою у вигляді кільцевих постійних магнітів, якнайменше, один з яких розташований на внутрішній стінці корпуса, яка прилягає до упорного кільця, а другий - у торці упорного кільця, протилежному його робочому торцю, а також встановлення кільцевих магнітів в упорному кільці та у корпусі оберненими один до одного однойменними полюсами забезпечує попередній тиск на упорне кільце, що сприяє створенню певного початкового контактного тиску. При цьому постійні магніти стають більш надійними у порівнянні з пружиною, кутовим компенсатором при осьових та кутових зміщеннях упорного кільця торцевого ущільнення. Все це, у результаті, сприяє підтриманню плоско-паралельності робочих поверхонь пари тертя і забезпеченню величини зазору, що ущільнюється, у розширеному діапазоні тисків та швидкостей, що, в свою чергу, підвищує надійність роботи ущільнення та розширює його експлуатаційні можливості, за рахунок виникнення моменту, який намається при перекосі взаємного розташування елементів, які прилягають один до одного, відновити плоскопаралельність робочих торцевих поверхонь кілець ущільнення. Встановлення в упорному кільці і у корпусі, наприклад, по парі кільцевих магнітів і з'єднання магнітів кожної пари магнітопроводом, а також розташування їх співвісно валу підсилюють описаний вище ефект плоско-паралельності робочих зазорів між торцевими поверхнями пар тертя. Останнє відбувається, завдяки збільшенню магнітного поля і зменшенню розсіювання магнітного потоку, що разом забезпечує надійну роботу ущільнення при розширенні діапазону високого тиску та швидкостей обертання вала, наприклад, турбокомпресора. Вказаний вище причинно-наслідковий зв'язок підтверджує відповідність технічного рішення, що пропонується, критерію винахідницького рівня. Сутність винаходу, що пропонується, пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 показаний поздовжній розріз торцевого ущільнення з одним магнітом як в упорному кільці, так і у корпусі, а на фіг. 2 - розріз торцевого ущільнення з парою кільцевих постійних магнітів як в упорному кільці, так і у корпусі ущільнення. Торцеве ущільнення має встановлене у корпусі 1 упорне кільце 2 і встановлене на валу 3 опорне кільце 4 (фіг. 1). В упорному кільці 2 і у корпусі 1 встановлені кільцеві магніти 5 і 6, відповідно, причому вони обернені один до одного однойменними полюсами. На фіг. 2 показаний варіант виконання торцевого ущільнення, в упорному кільці якого встановлені два кільцевих магніта 5 і 7, а у корпусі 6 і 8, відповідно, причому магніти 5 і 6, та магніти 7 і 8 обернені один до одного однойменними полюсами і розташовані співвісно валу. Магніти 5 і 7, 6 і 8 з'єднані магніто проводами 9. Торцеве ущільнення працює так. В початковому положенні сила взаємодії магнітних полів кільцевих магнітів 5 і 6 і тиск середовища, що ущільнюється, притискають упорне кільце 2 до опорного кільця 4. Кільця 2 і 4 співторкаються своїми торцевими поверхнями, за рахунок чого забезпечується герметизація середовища, що ущільнюється. Постійні кільцеві магніти, взаємодіючи між собою однойменними полюсами, забезпечують попередній тиск та кутову компенсацію кільця 2. При обертаннях вала 3 газодинамічна сила, яка виникає як результат взаємодії зусилля, що розкриває торцевий стик, і при заданій швидкості обертань вала відбувається відділення одне від одного торцевих поверхонь кілець 2 і 4. При цьому кільце 2 займає деяке положення рівноваги, утворюючи з кільцем 4 оптимальний ущільнюючий зазор. Конусність між торцевими поверхнями кілець 2 і 4 призводить до того, що там, де більший зазор, опосередковано, сила взаємодії між постійними кільцевими магнітами зменшується. При цьому, у результаті взаємодії виникає додатковий момент, що намагається відновити плоско-паралельність торцевих поверхонь кілець 2 і 4. При розміщенні у кільці 2 і у корпусі 1 пар магнітів 5 і 7, а також 6 і 8, відповідно, і при з'єднанні магнітів кожної пари магнітопроводами 9 значно збільшується сила магнітного поля і зменшується розсіювання магнітного потоку. Таким чином, технічне рішення, що пропонується, у порівнянні з прототипом і іншими технічними рішеннями, має техніко-економічні переваги, які полягають у підвищенні надійності і розширенні експлуатаційних можливостей торцевого ущільнення, за рахунок самовстановлення упорного кільця, а також у забезпеченні плоско-паралельного зазору при безконтактній роботі. Все це забезпечує широке застосування торцевих ущільнень такої конструкції у якості кінцевих ущільнюючих вузлів насосів, відцентрових компресорів, газових турбін та турбоагрегатів. 2 42877 Фіг. 1 Фіг. 2 3 42877 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4