SU850960A1 - Уплотнение вращающегос вала - Google Patents

Description

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к уплотнениям вращающихся валов. Преимущественно изобретение может быть использовано в уплотнениях подшипников скольжения, работающих на жидкой смазке. - ^s

Известно кольцевое плавающее уплотнение вала, состоящее из нескольких колец, каждое из которых образовано тремя сегментами, стянутыми кольцевыми спиральными пружинами по наружному диаметру.· В уплотнениях такого типа уменьшение внутреннего диаметра кольца во время ремонтов осуществляется путем смещения сегментов к центру кольца за счет снятия тонкого слоя материала на торцах сегменте» £1}.

Однако уплотнения этого типа, удобные в ремонте, имеют следующие недостатки: отсутствие гарантированной плотности сты- _м ков сегментов: сложность ремонта, вызвавная необходимостью взаимной подгонки торцов всех трех сегментов одновременно при их взаимной подвижности.

Mb

Известны также плавающие уплотнения, у которых между валом и уплотнительным кольцом установлены пластинчатые пружины, направленные по касательной к валу в сторону его вращения. Гидродинамические условия, возникающие между пружинами и валом в вязкой уплотняемой среде, обеспечивают центровку уплотнения относительно вала [2J.

Недостатком такой конструкции является сложность крепления пластинчатых пружин к внутренней поверхности кольца. Этот недостаток обусловлен тем, что в описанной конструкции нет других базовых поверхностей для крепления этих пружин.

Известно также уплотнение корпуса подшипника, содержащее обойму с винтовыми канавками, в которых заподлицо с внутренней расточкой обоймы установлены поперечные перегородки, высота которых изменяется' по длине канавки [З].

Недостатком известного устройства является наличие зазора : между поперечными перегородками'в винтовых канавках

850&0О и валом, что снижает эффективность воздействия канавок на уплотняемую среду.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является уплотнение корпуса подшипника скольжения, которое имеет корпус, выполненный из полуколец, образующих в сборе жесткое кольцо, установленное на вращающемся валу с минимальным зазором и закрепленное на корпу-ю се подшипника.

На внутренней поверхности уплотнения, смежной с вращающимся валом, имеются ^: кольцевые выступы, чередующиеся с кольцевыми канавками и разделенные на секции кольцевой камерой Г4}.

К недостаткам устройства относятся сложность ремонта, включающего наплавку (или замену) уплотнительных выступов и их последующую механическую обработку, s также недостаточная эффективность уплотнения. Первый из указанных недостатков обусловлен невозможностью уменьшения внутреннего диаметра уплотнения по по разъему без наплавки (замены) высту-.пов вследствие жесткости полуколец, из которых собрано уплотнение. Второй из отмеченных выше недостатков в значительной мере обусловлен образованием аэрозолей уплотняемой среды в зоне,уплотнения под действием закрутки газа, увлекаемого вращающимся валом. ·

Цепь изобретения - повышение ремон·топригодности уплотнения и его герметичности.

Указанная цель достигается тем, что в уплотнении вращающегося вала, содержащем корпус, на внутренний поверхности которого, смежной с вращающимся валом, выполнены кольцевые уплотнительные вы—, ступы, канавки и камеры, корпус выполнен по меньшей мере из четырех или большего четного количества сегментов, жестко соединенных друг с другом, а между стыками сегментов установлены регулировочные прокладки для изменения диаметра внутренней поверхности уплотнения, при этом регулировочные прокладки выпои- _г йены с размерами поверхности, превышаю— щими соответствующие ра&леры поверхности торцов смежных сегментов, перекрывая канавки и камеры уплотнения в плоскостях разъема. ,

В предлагаемом варианте уплотнения регулировочные прокладки выполнены с аэродинамическими элементами для воздействия на уплотняемую среду.

В другой возможной форме уплотнения кромки регулировочных прокладок со стороны вала выполнены из антифрикционного материала.

На чертеже 1 изображено уплотнение, общий вид; на фиг. 2 - то же поперечный разрез; на фиг. 3 - плоская регулировочная прокладка; на фиг. 4 - регулировочная прок падка с аэродинамическими элементами; на фиг. .5 - регулировочная про кладка с аэродинамическими элементами и кромкой из антифрикционного материала.

Уплотнение вращающегося вала, установленное на валу 1 с зазором 2, состоит из четырех сегментов 3, образующих в сборе жесткое кольцо. Между торцами сочленяемых сегментов установлены плоские регулировочные прокладки 4. Болты 5 фиксируют взаимное положение сегментов 3 и регулировочный прокладок 4.

Четное количество сегментов позволяет разобрать уплотнение на две половины, что упрощает его монтаж и демонтаж на валу.

Наличие по крайней мере двух плоскостей разъема позволяет уменьшить внутренний диаметр уплотнения в любой диаметральной плоскости беэ наплавки (замены) уплотнительных выступов 6 и их по следующей механической обработки, так как уменьшение толщины регулировочных прокладок 4 с обеих сторон сегмента позволяет сместить все точки сегмента к центру уплотнения, т.е. уменьшить его внутренний диаметр.

В известном уплотнении, такое уменьшение внутреннего диаметра уплотнения » в плоскости разъема полуколец принципиально невозможно из-за жесткости этих полуколец.

Увеличение количества пар сегментов повышает точность подгонки внутреннего диаметра уплотнения, приближая его к форме окружности.

Регулировочные прокладки 4 выполнены с размерами поверхности, превышающими соответствующие размеры поверхности торцов сегментов 3, между которыми они установлены. Имея те же внешние габариты, что и торпы сегментов 3, прокладки 4 не содержат со стороны вада вырезов, повторяющих конфигурацию уплотнительных выступов 6, канавок 7, камеры 8. Вследствие этого части прокладок 4, выходящие за пределы торнов сегментов 3, перекрывают канавки 7 -и камеру

8, образуя в них аксиальные перегородки

9. В необходимых случаях (например, для δδόδόό отвода задержаннбй в уплотнении жидкости через горизонтальные перегородки) в перегородках выполнены дренажные отверстия 10. В прокладках выполнены отверстия 11, через которые проходят болты 5. ₅

В предлагаемом варианте прокладки 4 выполнены с аэродинамическими элементами 12 для более эффективного воздействия на уплотняемую среду*

В. другой возможной форме уплотнения кромки регулировочных прокладок 13 со стороны вала выполнены из антифрикционного материл па (например, из АСП-пластика типа АМАН). При этом непрерывный линейный контакт прокладки с валом пред-15 отвращает распространение масляной плен— ки вдоль вала при его вращении. Использование изобретения обеспечивает упрощение ремонта за счет отказа от сложных и трудоемких технологических 20 операций и повышает эффективность уплотнения.

Claims (3)

1. Иао1бретение относитс  к уппстнитепь- ной технике, в частности к уплотнени м врашаюшихс  вапов. Преимушественно изобретение может 1ть использовано в уплотнени х подшипников скольжени , работающих на жидкой смазке. Известно кольцевое плавающее уплотнение вала, состо щее из нескольких колец, каждое из которых образовано тре м  сегментами, ст нутыми кольцевыми спиральными пружинами по наружному диаметру.- В уплотнени х такого типа уменьшение внутреннего диаметра кольца во врем  ремонтов осуществл етс  путем см.ещени  сегментов к центру кольца за счет сн ти  тонкого сло  материала на торцах сегментов 1}. Однако уплотнени  этого типа, удобны в ремонте, имеют следующие недостатки: отсутсгвие гарантщ}овавной цлогности стыков с&плвнтов:спо №юстъ ремонта, вызвеВ на  необходимостью взаимной подгонки торцов всех трех сегментов одновременно при их взаимной подвижности. Известны также плавающие уплотнени , у которых между валом и уплотнительным кольцом установлены пластинчатые пружины , направленные по касателыюй к валу в сторону его вращени . Гидродинамические услови , возникающие между пружина ми и валом в в зкой уплотн емой среде, обеспечивают центр жку уплотнени  относительно ва а С23Недостатком такой конструкции  вл етс  сложность креплени  ппастинчатых пружин к внутренней поверхности кольца. Этот недостаток обусловлен тем, что в описанной конструкции,нет других базовых поверхностей дл  креплени  этих пружин. Известно также уплотнение корпуса подшипника содержащее с винтош 1ми канавками, в которых заподлицо с Ы1утренней расточкой обоймы установлены поперечные перегородки, высота которых измен етс  по длине канавки fЗ. Недостатком известного устройства  вл етс  наличие зазора : между поперечными перегородками в винтовых канавках и вапом, что снижает эффективность воз- цействи  канавок на уплотн емую среду. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству  вл етс  уплотнение корпуса подшипника скопьжени , которое имеет корпус, выполненный из полуколец, образующих в сборе жесткое кольцо, уста новденное на вращающемс  вапу с минимальным зазором и закрепленное на корпу се подшипника. На внутренней поверхности уплотнени , смежной с вращающимс  вапом, имеютс  кольцевые выступы, чередующиес  с коль цевыми канавками и разделенные на секции кольцевой камерой С. К недостаткам устройства относ тс  сложность ремонта, включающего наппавку (или замену) уплотнительньгх выступов и их последующую механическую обработку , а также недостаточна  эффективность уплотне и . Первый из указанных недостатков обусловлен невозможностью уменьшени  внутреннего диаметра уппотнени  по по разъему без наплавки (замены) вые тупов вследствие жесткости поиуколец, из которых собрано уплотнение. Второй из отмеченных выше недостатков в значитель ной мере обусловлен образованием аэро- золей уплотн емой среды в зоне., уплотнени  под действием закрутки газа, увлекаемого вращающимс  валом. Цепь изобретени  - повыщение ремонтопригодности уплотнени  и его герметичности . Указанна  цель достигаетс  тем, что в уплотнении вращающегос  вала, содержа щем корпус, на внутренний поверхности которого, смежной с вращающимс  валом, выполнены кольцевые уппотнитепьные выступы , канавки и камеры, корпус выполнен по меньщей мере из четырех или боль шего четного количества сегментов, жест ко соединенных друг с другом, а межау стыками сегментов установлены регулиро вочные прокладки дл  изменени  диаметра внутренней поверхности уплотнени , при этом регулировочные прокладки выпол нены с размерами поверхности, превыщаю щими соответствующие поверхности торцов смежных сегментов,, перекры ва  канавки и камеры уплотнени  в плоскост х разъема. В предгюгаемом варианте уплотнени  регулировочные прокладки выполнены с аэродинамическими элементами дл  воздействи  на уплотн емую среду. В другой возможной форме уплотнени  кромки регулировочных прокладок со стороны вала выполнены из антифрикционного материала. На чертеже 1 изображено уплотнение, общий вид; на фиг. 2 - то же поперечный разрез; на фиг. 3 - плоска  регулировочна  прокладка; на фиг. 4 - регулировочна  прок падка с аэродинамическими элементами; на фиг. 5 - регулировочна  прокладка с аэродинамическими элементами и кромкой из антифрикционного материала. Уплотнение вращающегос  вала, установленное на валу 1 с зазором 2, состоит из четырех сегментов 3, образующих в сборе жесткое кольцо. Между торцами сочлен емых сегментов установлены плоские регулировочные прокладки 4. Болты 5 фиксируют взаимное положение сегментов 3 и регулировочный прокладок 4. Четное количество сегментов позвол ет разобрать уплотнение на две половины, что упрощает его монтаж и демонтаж на валу. Наличие по крайней мере двух плоскостей разъема позвол ет уменьщить внутренний диаметр уплотнени  в любой диаметральной плоскости без наплавки (замены ) уплотнительных выступов 6 и их по следующей механической обработки, так как уменьшение тошцины регулировочных прокладок 4 с обеих сторон сегмента позвол ет сместить все точки сегмента к центру уппотнени , т.е. уменьшить его внутренний диаметр. В известном уплотнении, такое уменьщекие внутреннего диаметра уплотнени  в пноскости разъема полуколец принципиально невозможно из-за жесткости этих полуколец. Увеличение количества пар сегментов повышает точность подгонки внутреннего диаметра уплотнени , приближа  его к форме окружности. Регулировочные прокладки 4 выполнены с размерами поверхности, превышающими соответствующие размеры поверхности торцов сегментов 3, между которыми они установлены. Име  те же внещние габариты, что и торцы сегментов 3, прокладки 4 не содержат со стороны вала вырезов , повтор ющих конфигурацию уплот- нитепьных выступов 6, канавок 7, камеры 8. Вслецствие этого части прокладок 4, выхоа щие за пределы торцов сегментов 3, перекрьтают канавки 7-и камеру 8,образу  в них аксиальные перегородки 9.В необхопимых случа х (например, дл  5 бё отвода зааержаннбй в уплотнении жнокости через горизонтальные перегородки) в перегородках выполнены дренажные отверсти  1О. В прокладках выполнены отверсти  11, через которые проход т болты 5. В предлагаемом варианте прокладки 4 выполнены с аэродинамическими элементами 12 дл  более эффективного воздействи  на уплотн емую среду В. другой возможной форме уплотнени  кромки регулировочных прокладок 13 со стороны вала выполнены из антифрикционного материл па (например, из АСП-пластика типа АМАН). При этом непрерывный линейный контакт прокладки с вапом предотвращает распространение масл ной пленки вдоль вала при его вращении. Использование изобретени  обеспечив ет упр« цение ремонта за счет отказа от технологических зо ча сложных и трудоемких операиий и повьпиает эффективность уплотнени . Формула изобретени  1. Уплотнение вращающегос  вала, содержащее корпус, на внутренней поверх1НОСТИ которого, смежной с вращающимс  валом, выполнены кольцевые уплотнитель- ные выступы, канавки и камеры, о т л ичающеес  тем, что, с целью повьшени  ремонтопригодности уплотнени  и герметичности за счет предотвращени  йб6 образовани  аэрозолей уппотн емой жид- кости в зоне уплотнени , корпус уппотнени  выполнен, по меньшей мере, из двух пар сегментов, жестко соединенных один с другим, а между стыками сегментов установлены регулировочные прокладки дл  изменени  диаметра внутренней поверх ности уплотнени , при этом регулировочные прокладки выполнены с размерами поверхности, превышающими соответствующие размеры поверхности торцов, смежных с этими сегментами, перекрыва  канавки и камеры уплотнени  в плоскост х разъема. 2. Уплотнение по п. 1, о т л и ч а - ю щ е е с   тем, что регулировочные прокладки выполнены с аэродинамическими элементами дл  воздействи  на уплотн емую среду. 3. Уплотнение по пп. 1 и 2, о т л иющеес  тем, что кромки регулировонных прокладок со стороны вала выполнены из антифрикционного материала. Источники информации, прин тые во внимане при экспертизе 1.Патент США №3076659, кп, 277-192, опублик. 1963.
2. 2.Авторское свидетельство СССР J 573650, кл. F 16 J 15/44, 1976.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 4О0759, к л. F16 J 15/44, 1974. 4, Турбогенераторы. Расчет и конструкци . Под ред. Н. П. Иванова и Р. А. Лютера, Л., Энерги , 1967, с. 269 (прототип).

   (риг. i

   13