SU1293434A2 - Уплотнение вращающегос вала - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к уплот- нительной технике и может быть использовано в насосах, компрессорах и тур15оагрегатах. Цель изобретени  - повышение демпфирующей способности и снижение протечки уплотн емой среды путем выполнени  на внутренней поверхности плавающих колец лабиринтных уплотнительных элементов. Уплотнение содержит корпус с выполненной в нем камерой, в которой установлены с уплотнительными зазорами наружное и внутреннее плавающие уп- лотнительные кольца, зафиксированные от окружного поворота штифтами. Внутри наружного уплотнительного кольца расположены самоустанавливающиес  колодки с фиксаторами, предотвращающими окружной проворот колодок, которые установлены относительно вала с зазорами. На внутреннем плавающем уплотнительном кольце выполнен цилиндрический бурт. Уплотнение снабжено эластичным кольцом дл  предварительного поджати  уплотнительных колец к торцовым поверхност м. Камера уплотнени  сообщена каналом с источником затворной среды. Внутренние поверхности плавающих колец выполнены с лабиринтными камерами. В других исполнени х уплотнени  на внутренних поверхност х плавающих колец установлен сотовый заполнитель или выполне ны уплотн ющие гребни, образованные р дами лунок, или закреплены р ды упругих элементов. 7 з.п. ф-лы, 9 ил. «9 (Л to 00 4i СО 4; К

Description

1Изобретение относитс  к уплотни- тельной технике и может быть использовано в насосах, компрессорах и турбоагрегатах.

Цель изоб15етени  - повышение демпфирующей способности и снижение протечки уплотн емой среды путем выполнени  на внутренней поверхност плавающих колец лабиритных уплотни- ,тельных элементов.

На фиг. 1 изображно уплотнение, продольный разрез; на фиг. 2 - плавающее кольцо с лабиринтными камерам продольный разрез; на фиг. 3 - то

Средство демпфировани  и ге зации -может быть выполнено в уплотн ющих гребней 18, образо р дами расположенных вдоль окр лунок 19, имеющих серповидную поперечном сечении плавающего

же, с сотовым заполнителем, продоль- J5 и разделенных перемычками 20.

ный разрез; на фиг. 4 - вид А на фиг. 3; на фиг, 5 - плавающее кольцо с лунковыми  чейками, продольный разрез; на фиг. 6 - то же, с лунковыми

Средство демпфировани  и ге зации может быть выполнено в в дов упругих элементов 21. При кольцевых проточках 16 закрепл

 чейками различной ширины; на фиг. 7-20 р ды упругих элементов 21 как пр мо.

то же, с упругими элементами, продольный разрез; на фиг. 8 - то же, с упругими элементами, закрепленными под острым углом к направлению перетока уплотн емой среды, продольный разрез; на фиг. 9 - то же, с упругими элементами, закрепленными секци ми , между которыми расположены камеры дл  уплотн емой среды, продольный разрез.

Уплотнение вращающегос  вала 1 содержит корпус 2 с выполненной в нем камерой 3, в которой установлены с уплотнительными зазорами 4 и 5 наружное 6 и внутреннее 7 плавающие уплотнительные кольца, зафиксированные от окружающего проворота штифтами 8. Внутри наружного плавающего уплотнительного кольца 6 расположены самоустанавливающиес  колодки 9 с фиксаторами 10, предотвращающими окружной проворот колодки, которые установлены относительно вала с зазорами 11. На внутреннем плавающем уплотнительном кольце выполнен цилиндрический бурт 12, который обращен в сторону наружного плавающего уплотнительного кольца и охватывает самоустанавливающиес  колодки. Уплотнение снабжено эластичным кольцом 13 дл  предварительного поджати  плавающих уплоткительных колец к торцовым поверхност м. Камера уплотнени  сообщена каналом 14 с источником затворной среды. На внутренней поверхности наружного и внутреннего плавающих колец выполнено средство демпфировани  и герметизации в виде лабиринтных камер 15.

На внутренних поверхност х наружного и внутреннего плавающих колец могут быть выполнены кольцевые проточки 16 в виде средства демпфировани  и герметизации - сотового заполнител  17, образующего  чеистую структуру и охватывающего вал с кольцевым уплотнительным зазором.

Средство демпфировани  и герметизации -может быть выполнено в виде уплотн ющих гребней 18, образованных р дами расположенных вдоль окружности лунок 19, имеющих серповидную форму в поперечном сечении плавающего кольца

и разделенных перемычками 20.

Средство демпфировани  и герметизации может быть выполнено в виде р дов упругих элементов 21. При этом в кольцевых проточках 16 закреплены

5

так и под острым углом к направлению перетока -уплотн емой среды. Кроме того, р ды упругих элементов могут быть закреплены секци ми, между которыми расположены разгрузочные камеры 22.

Уплотнение вращающегос  нала работает соедующим образом.

При вращении вала и подаче в камеру затвврной среды под давлением, превьш1ающим давление уплотн емого газа, затворна  среда, дросселиру сь в уплотнительных зазорах между лабиринтными гребн ми и поверхностью ва- 5 ла, попадает в лабиринтные камеры 15, где происходит уменьшение ее скорости , что преп тствует перетоку ком- премируемого газа и повьшгает демпфирующую способность уплотнени . Само0

устанавливаюп1иес  колодки 9 раскрываютс , и образующиес  в зазорах между ними и валом гидродинамические смазочные клинь  отдел ют колодки от вала. Тыльные стороны колодок 9 оказывают давление на цилиндрический

бурт 12 внутреннего плавающего уплотнительного кольца 7 и обеспечивают его центрирование относительно вала совместно с наружным плавающим уплотнительным кольцом 6. Уплотнительные дросселирующие зазоры станов тс  концентричными , что обеспечивает минимальные диссипативные потери и износ. Концентрическа  щель обладает минимальвой протечкой, обеспечивает бесконтактный режим работы узла.

При другом исполнении уплотнител  вращакщегос  вала при вращении вала и подаче в камеру затворной среды

под давлением, превышающим давление уплотн ющего газа, затворна  среда дросселируетс  в уплотнительных зазорах 4 и 5 между торцами сотового заполнител  17 и поверхностью вала, после чего попадает в сотовые  чеискорости , что преп тствует перетоку компремируемого газа и повышает демпфирующую способность уплотнени . За- Ш среды в уплотнении, в сочетании с

полнение проточек на внутренней поверхности наружного 6 и внутреннего плавающих уплотнительных колец сотовым заполнителем 17 повьшает противо задирные свойства уплотнени , поскольку в отличие от противозадироч- ного баббитового сло  сотовое уплотнение исключает возможность выплавлени  или прилипани , а также внедрени  в противозадирный слой абразивных частиц, которые ускор ют абразивный износ уплотн емой поверхности вала.

При другом исполнении средства демпфировани  и герметизации уплотн ема  среда при движении вдоль вала дросселируетс  на уплотн ющих гребн х 18 и попадает в серповидные лунки 19, которые преп тствуют окружному перетоку рабочей среды, что повьппает гидравлическое сопротивление щели. В уплотнении, уплотн ющие гребни 18 которого образованы р дами серповидных лунок 19, не только увеличиваетс  прочность и жесткость гребней, но и существенно упрощаетс  изготовление внутренней поверхности стандартным инструментом на высокопроизводительном оборудовании, например на фрезерных станках с прог- раммным управлением. Кроме того, серповидна  форма лунок создает возможность вымывани  из них взвешенных частиц уплотн емой среды и не допускает закоксовани  лунок, а выполне- ние лунок различной ширины в направлении перетока уплотн емой среды при водит к большей потере энергии уплотн емой среды и, соответственно, увеличению уплотн ющего эффекта уплот- нени .

При исполнении плавающего кольца согласно фиг. 7-9 при вращении вала часть уплотн емой среды стремитс  к перетоку через уплотнение. При входе в уплотнение поток уплотн емой среды распредел етс  между р дами упругих элементов 21, а также между упругими

элементами в смежных р дах. В резуль- демпфировани  и герметизации выполне34 , 4

тате этого поток завихр етс  и значительно тер ет скорость. Путь потока через уплотнение при этом значительно увеличен, поскольку поток идет по разветвленному лабиринту между р дами и упругими элементами в р дах.

Е1аличие разветвленного лабиринта между упругими элементами, увеличивающего путь прохождени  уплотн емой

плохой обтекаемостью упругих элемен- тдв, поверхность которых представл ет поверхность цилиндра, относ щегос  к плохо,, обтекаемым телам, позвол ет использовать это уплотнение при больших перепадах давлени . Особенно эффективно применение такой конструкции при работе в двухфазных средах, поскольку силы внутреннего трени  в них значительно

выше, поэтому даже умеренное различие в скорост х компонентов среды обусловливает значительную диссипацию энер- нии, что еще в большей степени снижает скорость уплотн емой среды и утечку .

Уплотнение обладает также способностью саморегулировани . При увеличении перепада давлени  зазоры уменьшаютс  вследствие увеличени  углов наклона упругих элементов под действием сил давлени  уплотн емой среды.

по

Claims (8)

1. Уплотнение вращающегос  вала авт.св. № 1065642, о т л и ч. а юни  демпфирующей способности и снижени  протечек уплотн емой среды, на внутренней поверхности плавающих колец выполнено средство демпфировани  и герметизации.

2.Уплотнение по п. 1, о т л и- ч ающее с  тем, что средство демпфировани  и герметизации выполнено в виде лабиринтных камер.

3.Уплотнение по п. 1, о т л и- чающеес  тем, что на внутренней поверхности плавающих колец выполнены кольцевые проточки, а средство демпфировани  и герметизации выполнено в виде сотового заполнител , образующего  чеистую структуру, расположенного в кольцевых проточках и охватывающего с кольцевым зазором .

4.Уплотнение по п. 1, обличающее с  тем, что средство

но в виде уплотн ющих гребнеу, образованных р дами, расположенных вдоль окружности Лунок, имеющих серповидную форму в поперечном сечении кольца и разделенных перемычками.

5.Уплотнение по п. 4, о т л и- чающеес  тем, что ширина лунок каждого последующего р да по ходу перетока рабочей среды выполнена уменьшающейс , к центру каждого из плавающих колец, а затем увеличивающейс  к выходу из обоймы до первоначальных размеров.

6.Уплотнение по п. 1, о т л и- чающеес  тем, что средство демпфировани  и герметизации выполне

но в виде упругих элементов, а на внутренней поверхности плавающих колец выполнены кольцевые проточки, в которых размещено упом нутое средство ,

7.Уплотнение по п. 6, отличающеес  тем, что р ды упругих элементов закреплены под острым углом к направлению перетока уплотн емой среды.

8.Уплотнение по п. 6, отличающеес  тем, что р ды упругих элементов закреплены секци ми,

а между ними расположены разгрузочные камеры.

Фие./

15

фиг. Z

ф1/г.З

бидА

фигЛ

фиг. 5

Гбw//// m

тшпгшшпнпп

71|1|Ц1|1|1|1|1|1|1|1Ш1|1ЦН

ттт

/

Ф1/г.6

Редактор Л. Веселовска 

фиг. 9

Составитель Г. Щуренко

Техред И.Попович Корректор А. Зимикосов

Заказ 366/39

Тираж 812

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушфса  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Подписное