SU1397664A1 - Уплотнение вращающегос вала - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к уплотни- тельной технике. Цель изобретени  - повьппение эффективности герметизации за счет образовани  между пластинами и валом ступенчатого винтового зазора . Уплотнение состоит из корпуса с установленными в нем плавающими кольцевыми пластинами, охватьтающими вал и образующими с ним внутренними цилиндрическими поверхност ми ступенчатый винтовой зазор. Заданное положение пластин обеспечено фиксирующими элементами. На.валу может быть установлен пакет дополнительных пластин с радиальным смещением наружных цилиндрических поверхностей. Повышение эффективности герметизации обусловлено уменьшением площади сечени  зазора между валом и пластинами и дополнительного сопротивлени , создаваемого движением потока утечки по товому зазору с циклическим изменением площади сечени . 3 з.п. ф-лы, 4 ил. о W с:

Description

DO

;о

СП)

сь

4

Изобретение относитс  к уплотни- тельной технике.

Цель изобретени  - повышение эффективности герметизации за счет об- ра3ОБани  между пластинами и валом ступенчатого винтового зазора.

На фиг. 1 изображено предлагаемое уплотнение; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1i на фиг. 3 - уплотнение с дополнительными пластинами на валу; на фиг. 4 - то же, с пластинами, выполненными с профильными поверхност ми , неконцентричными валу.

Уплотнение состоит из корпуса 1 с установленными в нем плавающими кольцевыми пластинами 2, охватьшаю- щими вал 3 с радиальным зазором 4, Положение кольцевых пластин 2 зафиксировано бандажом 5, охватывающим их по наружному диаметру, и штифтами 6. Внутренние цилиндрические поверхности кольцевых пластин 2 расположены эксцентрично относительно вала 3 с различным направлением радиального смещени  каждой пластины, причем направление смещени  их осей со стороны высокого давлени  последовательно измен етс  противоположно направлени вращени  вала. Фиксирующие элементы выполнены в виде цилиндрической или браслетной пружины, установленной по винтовой линии. На валу установлены дополнительные пластины 7 с эксцентричными наружными цилиндрически- ми поверхност ми, сопр женными с зазором 4 с соответствующими внутренними поверхност ми пластин 2,, причем направление последовательного ради- ал.ного смещени  наружных цилиндри- ческих поверхностей дополнительных пластин со стороны высокого давлени  совпадает с направлением вращени  вала. На кольцевых пластинах 2 выполнено по одной профильной поверхнос- ти 8, кеконцентричной валу, при этом кажда  из пластин контактирует этой поверхностью с фиксирующим элементом который установлен на соседней со стороны высокого давлени  пластине.

Уплотнение работает следующим образом .

При течении уплотн емой жидкости через радиальный зазор 4 между кольцевыми пластинами 2 и валом 3, который имеет сложную пространственную форму, происходит падение давлени  от величины Р„ до „, Сопротивление течению обусловлено, во-первых,

,

5 0 5 О ,, Q j

0

5

уменьшением площади проходного сечени  рабочей щели за счет перекрыти  части кольцевого зазора при относительном эксцентричном ориентировании внутренних расточек сопр гаемых кольцевых пластин; во-вторых, последовательное смещение осей рас-, точек создает движение потока утечки по цилиндрической винтовой линии с циклическим изменением площади сечени  зазора, которое дополнительно создает гидравлическое сопротивление . В общем виде рабочий зазор представл ет собой дискретную винтовую поверхность, составленную из конечного числа цилиндрических эксцентричных участков, и упрощенно работу конструкции можно сравнить с лабиринтно-вихревым импеллером. Однако при определенных услови х может преобладать не вихрева  природа сопротивлени , а в зкостный гидродинамический насосный эффект. При вращении вала 3 жидкость, наход ща с  в зазоре 4, увлекаетс  по окружности силами в зкости-в его кон- фузорную часть, вызыва  эффект гидродинамического повышени  давлени , аналогичный по влению несущего масл ного клина в подшипнике скольжени , Участок с наибольшим гидродинамическим давлением, в зазоре каждой из кольцевых пластин, оказываетс  открытым со стороны уплотн емого статического давлени  и приводит к на- гнетанию части рабочей жидкости против осевого направлени  основного потока утечки. Со стороны низкого давлени  эта область оказываетс  ограниченной торцовой поверхностью смещенной соседней кольцевой пластины. В противоположной диффузорной -части зазора происходит обратное  бление - жидкость натекает в область гидродинамического разрежени  со стороны низкого гидростатического давлени  также противоположно потоку утечки. Таким о бразом, достигаетс  дополнительное уменьшение утечки через уплотнение . Выполнение кольцевых плас- тин плавающими обеспечивает их самоустановку при радиальных колебани х вала или попадании в зазор посторонних частиц. Абсолютна  величина зазора каждой из пластин в конструкции может быть больше, чем в обычном уплотнении плавающего типа, так как это компенсируетс  их взаимным экс

центричным смещением. В случае при- мечени  бандажа в виде винтовой цилиндрической пружины или браслетной пружины, установленной по винтовой линии, необходимую конфигурацию зазора получают упругим смещением колец с концентричной расточкой. При этом обеспечиваетс  компенсаци  износа колец в работе и упрощаетс  их изготовление . При установке на валу дополнительных пластин 7 к силам в зкости добавл етс  динамическое воздействие эксцентрично вращающихс  цилиндрических поверхностей этих пластин, которое значительно интенсифицирует процесс динамического противодавлени , усиливает насосный эффект . При вьшолнении на пластинах 2 профильных поверхностей 8 фиксирующие элементы, воспринимающие момент трени  ификсирующие пластины от про ворота, установлены по одному на каждой из пластин 2 и вход т в защепле- ние с этими профильными неконцентрич ными оси вала поверхност ми 8, и смещение пластин происходит под действием сил жидкостного трени  от вращени  вала и сил реакции от контакта элементов 6 с поверхност ми 8. Дл  обеспечени  последовательного изменени  направлени  смещени  пластин кажда  из них контактирует по поверхности 8 с элементом 6, установленным на соседней со стороны низкого давлени  пластине.

Предлагаема  конструкци  позвол ет повысить герметичность лабиринтного уплотнени  за счет уменьшени  площади проходного сечени  кольцевого зазора и образовани  интенсивного гидродинамического сопротивлени , а также увеличить .долговечность узла путем упругой установки кольцевых пластин, обеспечивающей компенсацию их износа и надежность работы на жид кост х, содержащих абразивные включени .

10

15

20

25

30

35

40

45

ормула изобретени  .1. Уплотнение вращающегос  вала,

содержащее установленный в корпусе пакет кольцевых пластин с эксцентричными валу внутренними цилиндрическими поверхност ми, сопр женных торцами и св занных между собой фиксирующим элементом, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности герметизации за счет образовани  между пластинами и валом ступенчатого винтового зазора, пластины установлены с последовательно измен ющимс  вдоль вала направлением радиального смещени  внутренних поверхностей со стороны высокого давлени , противоположно направлению вращени  вала.

2.Уплотнение по п. 1, о т л и- чающеес  тем, что фиксирующий пластины элемент выполнен в виде витой цилиндрической или браслетной пружины, установленной по винтовой линии. .

3.Уплотнение по пп. 1 и 2, о т- личающее с  тем, что на валу установлены дополнительные кольцевые пластины с эксцентричными наружными цилиндрическими поверхност ми, сопр женными с зазором с соответствующими внутренними поверхност ми пластин, размещенных в корпусе, причем направление последовательного радиального смещени  наружных цилиндрических поверхностей дополнительных пластин со стороны высокого давлени  совпадает с направлением вращени  г- вала.

4.Уплотнение по п. 1, отличающее с  тем, что на кольцевых пластинах выполнено по одной профильной поверхности, неконцентричной валу, при этом кажда  из пластин контактирует этой поверхностью

с фиксирующим элементом, который установлен на соседней со стороны высокого давлени  пластине.

Фиг.1

UПГ

А-А

Фиг, 2

c&t/e.J

ш

Фиг.

Claims (4)

1. Формула изобретения .1. Уплотнение вращающегося вала, содержащее установленный в корпусе пакет кольцевых пластин с эксцентричными валу внутренними цилиндрическими поверхностями, сопряженных торцами и связанных между собой фиксирующим элементом, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности герметизации за счет образования между пластинами и валом ступенчатого винтового зазора, пластины установлены с последовательно изменяющимся вдоль вала направлением радиального смещения внутренних поверхностей со стороны высокого давления, противоположно направлению вращения вала.
2. 2. Уплотнение чающееся пластины элемент витой цилиндрической или браслетной пружины, установленной по линии. .
3. 3. Уплотнение по пп. 1 личающее ся тем, лу установлены дополнительные вые пластины с эксцентричными ними цилиндрическими поверхностями, сопряженными с зазором с соответствующими внутренними поверхностями пластин, размещенных в корпусе, причем направление последовательного радиального смещения наружных цилиндрических поверхностей дополнительных пластин со стороны высокого давления совпадает с направлением вращения ~ вала.
4. 4.

   чаю цевых профильной поверхности ричной валу, тин контактирует этой поверхностью с фиксирующим элементом, который установлен на соседней со стороны высокого давления пластине.

   поп. 1, о т л итем, что фиксирующий выполнен в виде винтовой и 2, что о тна вакольценаруж30

   Уплотнение по π. 1, о т пище е с я тем, что на кольпластинах выполнено по одной , неконцентпри этом каждая из плас45

   Фиг.З

   Фигд

   Составитель Г. Щуренко Редактор Л.Зайцева Техред А.Кравчук Корректор А.Обручар Заказ 2581/35 Тираж 784 Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4