SU1013674A1 - Торцовое уплотнение вращающегос вала - Google Patents

Abstract

ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА с подводом уплотн ющей среды от периферии к центру, содержащее корпус и установленные в нем неподвижную и вращающуюс  втулки, контактирующие между собой уплотнительными по сками , и плавающее кольцо, сопр гающеес  с вращающейс  втулкой с радиальным зазором , отличающеес  тем, что, с целью повышени  уплотн ющей способности торцового уплотнени  и уменьшени  величины протечек уплотн ющей среды, между вращающейс  втулкой и корпусом образована полость и плавающее кольцо установлено в этой полости с осевым зазором относительно вращающейс  втулки, а сопр гаемый диаметр плавающего кольца и вращающейс  втулки выполнен меньше наружного диаметра этой втулки.. J //f

Description

Изобретение относитс  к уплотнительной технике, в частности к торцовым уплотнени м вращающихс  валов.

Известны торцовые уплотнени  с подводом уплотн ющей среды от периферии к центру, содержащие корпус и установленные в нем неподвижную и вращающуюс  втулки и плавающее кольцо, расположенное по наружному диаметру вращающейс  втулки.

В таких уплотнени  протечки уплотн ющей среды (масла) в сторону атмосферы ограничиваютс  плавающим кольцом, радиальный зазор в котором можно выполнить примерно в 2 раза меньще, чем в опорном подщипнике того же диаметра 1.

Недостаток такого уплотнени  заключаетс  в том, что при больщих давлени х уплотн ющей жидкости (масла) плавающее кольцо своим торцовым уплотнительным буртом прижимаетс  к корпусу с больщим усилием и тер ет свою подвижность. При этом нарущаютс  динамические характеристики системы «ротор турбомашины - опорный подщипник - уплотнение, в системе могут возбуждатьс  вибрационные  влени , а плавающее кольцо, контактные поверхности уплотнени  или опорные поверхности подщипников могут при этом разрущатьс . Кроме того, вследствие действующих на плавающее кольцо больщих перепадов давлени  «масло-атмосфера протечки масла в этой конструкции имеют значительную величину , что создает трудности при удержании заданной величины перепада «масло- газ.

Целью изобретени   вл етс  повыщение уплотн ющей способности торцового уплотнени  и уменьщение величины протечек уплотн ющей жидкости.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в торцовом уплотнении вращающегос  вала с подводом уплотн ющей среды от периферии к центру, содержащем корпус и установленные в нем неподвижную и вращающуюс  втулки, контактирующие между собой уплотнительными по сками, и плавающее кольцо, сопр гающеес  с вращающейс  втулкой с радиальным зазором, между вращающейс  втулкой и корпусом образована полость и плавающее кольцо установлено в этой полости с осевым зазором относительно вращающейс  втулки, а сопр гаемый диаметр плавающего кольца и вращающейс  втулки выполнен меньще наружного диаметра этой втулки.

Такое выполнение торцового уплотнени  позвол ет уменьшить величину перепада «масло - атмосфера, действующего на плавающее кольцо, и повысить величину давлени  уплотн ющей жидкости. Это дает возможность использовать торцовое уплотнение при высоких давлени х сжимаемого газа. Опорный подщипник при этом при любых давлени х уплотн емого газа функционально разв зываетс  с торцовым уплотнением и его наладка может производитьс  индивидуально с обеспечением оптимального маслоснабжени .

На чертеже изображено предлагаемое уплотнение, общий вид.

В корпусе 1 уплотнени  расположены неподвижна  втулка 2 с контактирующей торцовой поверхностью 3, вращающа с  втулка 4 с контактирующей торцовой поверхностью 5 и плавающее кольцо 6 с уплотнительным торцовым буртом 7, размещенное в полости 8, образованной ступенчатой расточкой 9 втулки 4 и поверхност ми 10 элементов корпуса 1. Плавающее кольцо 6 установлено в полости 8 с заданным осевым зазором относительно вращающейс  втулки 4. Сопр гаемый диаметр DJ плавающего кольца 6 выполнен меньще наружного диаметра DZ вращающейс  втулки 4. Диаметр DJ плавающего кольца 6 сопр гаетс  с вращающейс  втулкой 4 с радиальным зазором S. Втулка 4 насажена на вал И турбомащины и закреплена гайкой 12. Пружины 13 прижимают неподвижную втулку 2 к подвижной втулке 4. Штифт 14 предотвращает проворот плавающего кольца 6 в окружном направлении и его осевой сдвиг. Корпус 1 уплотнени  установлен в статоре 15 турбомащины и уплотнен по посадочному диаметру резинками 16 и 17. Стальное кольцо 18 предотвращает сдвиг уплотнени  вдоль оси турбомащины. Стрелка 19 показывает направление подачи уплотн ющей жидкости (масла). При работе такого уплотнени  уплотн ющее масло, подаваемое в пространство А, имеет давление превыщающее давление газа в полости Б на заданную величину, определ емую перепадом «масло - газ. Чем выще давление газа в полости Б, тем выще давление масла в полости А. Незначительна  часть масла при этом перетекает через зазоры между контактирующими поверхност ми 3 и 5 соответственно неподвижной втулки 2 и вращающейс  втулки.4 из полости А в полость Б в направлении от периферии к центру уплотнени  и отводитс  из полости Б на реге нерацию (отделени  от газа и восстановлени  свойств).

Давлением м-асла в полости А плавающее кольцо 6 прижимаетс  уплотнительным буртом 7 к сопр гаемой поверхности элемента 10 корпуса 1. Так как в зазоре S между плавающим кольцом 6 и вращающейс  втулкой 4 масло вовлекаетс  во вращение, на участке между диаметрами D, и D. создаетс  радиальный перепад давлени , пропорциональный произведению w(), гдеУ/-углова  скорость вращени  вала. Это приводит к тому, что давление масла в зазоре S сопр жени  диаметров плавающего

кольца и втулки существенно понижаетс , что уменьшает протечки масла через зазор S. Существенно уменьшаетс  также равнодействующа  давлени  в зазоре. Это уменьшает силу прижати  плавающего кольца 6 к корпусу 1 и увеличивает радиальную подвижность плавающего кольца 6 при высоких давлени х в полости А, повышает - надежность системы «ротор турбомашины - уплотнение - опорный подшипник , упрощает конструкцию маслопроводов уплотнительной системы, уменьшает мощность, потребл емую маслонасосами высокого давлени , создающими циркул цию масла дл  охлаждени  уплотнени  и компенсации протечек масла через зазор S между плавающим кольцом 6 и валом 11.

Величина радиального перепада в зазоре f регулируетс  подбором величины зазора и выбором необходимой радиальной прот женности участка вращающейс  втулки 4.

Технико-экономическа  эффективность изобретени  заключаетс  в упрощении конструкции уплотнительной системы, в повышении надежности и экономичности работы уплотнени  за счет сохранени  при любых давлени х в полости А минимально необходимой величины силы прижати  плавающего кольца, к корпусу.

Claims (1)

1. ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА с подводом уплот няющей среды от периферии к центру, содержащее корпус и установленные в нем неподвижную и вращающуюся втулки, контактирующие между собой уплотнительными поясками, и плавающее кольцо, сопрягающееся с вращающейся втулкой с радиальным зазором, отличающееся тем, что, с целью повышения уплотняющей способности торцового уплотнения и уменьшения величины протечек уплотняющей среды, между вращающейся втулкой и корпусом образована полость и плавающее кольцо установлено в этой полости с осевым зазором относительно вращающейся втулки, а сопрягаемый диаметр плавающего кольца и вращающейся втулки выполнен меньше наружного диаметра этой втулки,

   19 3 №