SU934107A1 - Уплотнение вала - Google Patents

Description

(54) УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА

Изобретение относитс  к уплотнительной технике и может быть использовано в уплотнительных узлах валов турбомашин. Основным недостатком уплотнений с плавающими кольцами  вл етс  их существенное вли ние на динамические характернотики системы «вал-смазочные слои-подщипники . С другой стороны, ротор оказывает возбуждающее воздействие на плавающие кольца, которое может привести к возникновению опасных колебательных состо ний, привод щих к контакту вала с кольцом. Известны конструкции уплотнений с плавающими кольцамн, в которых используют упругодемпферные устройства, выполненные в виде радиальных пружин щих лопастей, лепестков н т.д. 1 и 2. Однако известные уплотнени  с плавающими кольцами характеризуютс  сложностью конструкции и изготовлени ; трудностью установки при монтаже плавающих колец с заданным эксцентриситетом относительно вала; недостаточной прочностью и долговечностью пружин щих элементов, работающих в сложных услови х знакопеременных напр жений. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  уплотнение вращающегос  вала, в котором центрирование плавающего кольца и демпфирование его колебаний достигаетс  тем, что концентрична кольцу с зазором , соизмеримым с зазором между кольцом и валом, установлена охватывающа  его плавающа  втулка. Кроме того, в кольце выполнены каналы, выход каждого из которых на внещнюю поверхность кольца расположен в зазоре между кольцом и втулкой в зоне равного или более низкого давлени , чем давление у выхода на внутреннюю поверхность, и смещен относительно него на 180°. Демпфирование радиальных высокочастотных колебаний осуществл етс  а зазоре между втулкой и кольцом, заполненном уп лотн емой средой 3. Однако конструкци  известного устройства сложна по изготовлению и имеет ограничени  по применению, например при больщих радиальных смещени х вала. В этом случае потребуютс  больщие радиальные зазоры между плавающей втулкой и кольцом, что приведет к существенному снижению жесткости несущего сло  и, следовательно , к снижению демпфирующих свойств устройства.

Одновременно известна  конструкци  неработоспособна в случае уплотнени  газовой среды, так как плавающа  втулка, охватывающа  кольцо, не обладает при таком исполнении несущей способностью, учитыва  также, что кольцо при работе не вращаетс .

Цель изобретени  - повыщение надежности за счет улучщени  демпфировани  колебаний кольца.

Эта цель достигаетс  тем, что плавающее кольцо снабжено внутренней кольцевой камерой, частично заполненной в зкой средой .

На фиг. 1 показан уплотнительный узел с плавающим кольцом газостатического типа , продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Уплотнение включает газостатическое кольцо 1 со ступенчатой формой смазочного сло , установленное с зазором 2 на вращающемс  валу 3 в корпусе 4 с крыщкой 5. Со стороны полости 6 высокого давлени  в корпусе 4 выполнен паз 7, в котором расположен заправочно-сливной щтифт 8, служащий дл  заливки средой 9 внутренней камеры 10 кольца 1 и фиксирующий кольцо 1 от проворачивани . Камера 10 заправл етс  средой 9 при монтаже не полностью, таким образом, чтобы у жидкости имелась свободна  поверхность И. В качестве среды могут использоватьс  масла высокой консистентности и жидкие металлы.,

Дл  разгрузки плавающего кольца от осевых сил в корпусе 4 со стороны торцового бурта 2 расположены равномерно по окружности отверсти  13, соединенные каналом 14 с источником высокого давлени .

Устройство работает следующим обра: зом.

Под действием перепада давлени  на уплотнение плавающее кольцо за счет газодинамических сил, развивающихс  в рабочем зазоре ступенчатой формы, всплывает относительно вала даже при отсутствии его вращени . С ростом частоты вращени  несуща  способность кольца повыщаетс  и оно занимает по отнощению к валу положение , близкое к концентричному. Благодар  подаче в зону контакта бурта 12 кольца 1 с боковой стенкой корпуса 4 через отверсти  13 среды повыщенного давлени  происходит разгрузка кольца от осевого прижати 

и оно свободно отслеживает на рабочих режимах радиальные перемещени  вала 3. Обычно в процессе длительной эксплуатации компрессорных мащин происходит существенна  разбалансировка ротора, привод ща  к росту колебаний вала, а следовательно , и плавающих колец, расположенных на нем. При этом амплитуда колебаний кольца может превысить радиальный зазор, вызвать сухое трение кольца о вал и привести к отказу уплотнительного устройства.

В предлагаемой конструкции при колебани х кольца на свободной поверхности 11 жидкости образуютс  волны. Частичное преобразование энергии колебаний кольца в волновую энергию жидкости, размещенной во внутренней камере, демпфирует колебани  плавающего кольца.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает более простой и технологичной конструкцией, повыщенной надежностью за счет использовани  демпфирующего уст.ройства и способностью работать как при уплотнении жидкостей, так и газов.

Claims (3)

1. Авторское свидетельство СССР № 635334, кл. F 16 J 15/28, 1977.

2.Авторское свидетельство СССР № 573650, кл. F 16 J 15/44, 1976.

3.Авторское свидетельство СССР № 594380, кл.. F 16 J 15/44, 1977.