SU1521972A1 - Щелевое уплотнение - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к уплотнительной технике и может быть использовано в компрессорах, насосах и других гидроагрегатах дл  уплотнени  вращающихс  валов. Цель изобретени  - повышение надежности и КПД, а также снижение материалоемкости за счет повышени  динамической устойчивости вала. Уплотнение содержит уплотнительную втулку, котора  охватывает вал с образованием дросселирующего зазора. На внутренней поверхности втулки на минимальном рассто нии от торца со стороны области высокого давлени  выполнена кольцева  канавка с образованием тонкого гребн , раздел ющего канавку и область высокого давлени . Во втулке выполнены сквозные отверсти , соедин ющие канавку с областью высокого давлени . Сквозные отверсти  могут быть выполнены радиальными или наклонными. В местах выхода отверстий в область высокого давлени  может быть установлен направл ющий аппарат. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к уплот- нительной технике и может быть использовано в компрессорах, насосах и других гидроагрегатах дл  уплотнени  вращаюш 1хс  валов.

Цель изобретени  повьш ение надежности и КПД, а также снижение материалоемкости за счет повьпиени  динамической устойчивости вала.

На фиг.1 схематично изображено предлагаемое уплотнение, продольный разрез; на фиг.2 - уппотнени  в гшоскости расположени  отверстий при наклонном их выполнении, поперечный разрез; на фиг.З - уплотнени  с выполнением отверстий под углом к радиальной плоскости и дросселирующим зазором конической формы, продольный разрез; на фиг.4 - уплотнени  с лабиритнтным дросселирующим зазором и направл ющим аппаратом, продольный разрез; на фиг.З - вид А на фиг.4.

Щелевое уплотнение содержит уплотнительную втулку 1, котора  охватывает вал 2 с дросс елирующим зазором 3. На внутренней поверхности втулки 1 со стороны области 4 высокого давлени  и на минимальном рас - сто нии от торца втулки 1 выполнена кольцева  канавка 5 с образованием тонкого гребн  6, раздел ющего канавку 5 и область 4 высокого давлени . Во втулке 1 выполнены сквозные . отверсти  7, соедин ющие кольцевую канавку 5 с полостью 4 высокого дав-:.СП

ю

ГС

лени . Сквозные отверсти  7 могут быть выполнены радиальными или накло- ненн ьп-ш со смешением вькода в канавку относительно выхода в область высокого давлени  в сторону, противоположную направлению вращени  вала 2. Выходы сквозных отверстий 7 в область 4 высокого давлени  могут быть расположены как на цилинд- :рической поверхности втулки 1, так и |на ее горце. Оси сквозных отверстий

7могут принадлежать одному из ради- апьных сечений втулки 1, а могут быт |расположены под углом к нему. Сквозные отвертси  7 могут быть пр мыми или сложными, состо щими из нескольких пр мых отверстий, расположенных под углом друг к другу, в .общем слу- kae они могут представл ть собой ртроизвольную систему каналов. Дросселирующий зазор 3 может быть выполнен в виде гладкой цилиндрической цели, конической, ступенчатой, с лаэиринтными канавками, с  чеистой структурой и т.д. Втулка 1 может быть жестко установлена в корпусе

8либо с возможностью радиальных перемещений (плавающее кольцо). В местах выхода сквозных отверстий 7 в область 4 высокого Давлени  на звтулке 1 может быть установлен на- йравл ющий аппарат 9, предназначенный дл  повышени  скорости противо- |закрутки потока на входе в дроссе- 1ирующий зазор 3 за счет преобра- Ьовани  кинетической энергии окружного течени  закрученного потока

В области 4 высокого давлени  в скоростной напор рабочей среды в сквозных отверсти х 7. Направл ющий аппарат 9 может иметь произвольную конструкцию. Например, может быть выполнен в виде наклонных пластин 10.

Щелевое уплотнение р аботает следующим образом.

В области 4 высокого давлени  гироагрегата имеет место закрутка потока рабочей среды, за счет чего в области 4 высокого давлени  рабоча  среда подвергаетс  действию пол  цетробежных сил. Под действием центробежных сил гидростатическое давление рабочей среды возрастает при удлении От центра вала 2.

Этот перепад давлени  обуславливает циркул цию рабочей среды по слдующей схеме: область высокого дав

0

5

0

5

0

5

0

5

лени  - сквозные отверсти  7 - кольцева  канавка 5 - область 4 высокого давлени . Основна  часть рабочей среды из кольцевой канавки 5 поступает в дросселируклций зазор 3 и далее в область низкого давлени . Таким образом, закрученный в сторону вращени  ротора поток отсекаетс  кольцевой канавкой 5 и на входе в дросселирующий зазор 3 рабоча  среда либо практически не имеет закрутки (при радиальных сквозных отверсти х 7), либо имеет закрутку, противоположную направлению вращени  вала 2 (про- тиБозакрутку). Устранение закрутки потока на входе в дросселирующий зазор 3 проводит к снижению дестабилизирующих сил. Противозакрутка компенсирует закрутку потока, создаваемую вращающимс  валом 2 в дросселирующем зазоре 3. Это ведет к уменьшению виличины дестабилизирующей циркул ционной силы,что снижает вибрацию . В случае установки направл ющего аппарата происходит повьшение скорости течени  рабочей среды в сквозных отверсти х 7, а, следовательно , и повышение противозакрут- ки на входе в дросселирующий зазор 3 за счет использовани  кинетической энергии закрутки потока в области высокого давлени , Это также приводит к повьшению надежности.

Таким бразом, в предлагаемом уплотнении обеспечиваетс  повьшение надежности за счет снижени  вибрации (повышени  динамической устойчивости вала), снижение материалоемкости за счет возможного уменьшени  диаметра вала, обусловленного уменьшением циркул ционных сил в зазоре , повыщение КПД за счет уменьшени  диаметра вала, уменьшение проточек за счет возможного уменьшени  зазора, которое обеспечиваетс  снижением уровн  вибрации„

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   1о Щелевое уплотнение, содержадее охватывающую вал с дросселирующим зазором, раздел ющую области высокого и низкого давлени  втулку, в которой вьтолнены сквозные отверсти , имеющие выходы в область высокого давлени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности и К1Щ,а также снижени  материалоемкости , на внутренней поверхности втулки у ее торца со стороны области высокого давлени  вьтолне- на кольцева  канавка, образующа  с торцом втулки тонкий гребень, при этом отверсти  выполнены с выходами в эту канавку.
2. 2. Уплотнение по п.1, о т л и - чающеес  тем, что отверсти  выполнены наклонными со смещением

   1521972

   выхода в канавку относительно выхода в область высокого давлени  в сторону, противоположную направ- - лению вращени  вала.
3. 3. Уплотнение по п.1, отличающеес  тем, что в местах выходов отверстий в область высокого давлени  оно снабжено направ- 10- л ющим аппаратом.

   cpu5.Z

   срие.З

   (риёЛ

   в

   Buff А

   ipue.S