SU966369A1 - Уплотнение врашающегос вала - Google Patents

Description

i 1

Изобретение относитс  к уплотнительиой технике и предназначено дл  предотвращени  утечки между вращающимс  валом и корпусом жидкостей или газов, наход щихс  под давлением , и может найти применение преимущественно в насосах дл  перекачивани  жидкого металла, компрессорах, газодувках и т.п.

Известно уплотнение вращающегос  вала торцового типа, содержащее подвижное кольцо, которое упруго св зано с вращающимс  валом. Торцова  поверхность его прижимаетс  к неподвижному кольцу, соединенному с корпусом машин, образу  плоскую пару трени  1.

Однако этот тип уплотнени  имеет i следующие недостатки: ограничен срок службы, обусловленный износом трущихс  поверхностей; высока стоимость и сложность сборки.

Известно уплотнение вра14ающегос  вала бесконтактного типа, содержащее несколько лабиритно-вихревых уплотнений , размещенных концентрично друг другу в корпусе на общей втулке, герметично соединенной с валом 2.

Недостатком известного уплотнени  вращающегос  вала  вл етс  потер  работоспособности при остановке ва ,0 ла.

Известно уплотнение вращающегос  вала комбинированного типа, содержащее лабиринтно-вихревое и сто ночное торцовое уплотнение. Торцовое уплот5 нение имеет плавающий поршень, который уплотн етс  в корпусе с помощью сильфона таким образом, что поршень и сильфон образуют рабочую камеру торцового уплотнени , котора  соединена трубопроводом с зоной нагнетани  встроенного лабиринтного насоса.. При включении привода лабиринтный насос создает давление уплотн ющей «ид396 кости в рабочей камере торцового упл ненил, которое отжимает плаваюций поршень вниз до упора, в результате чего между контактирующими поверхнос т ми торцового уплотнени  образуетс  гарантированный зазор 3 Недостатком этого уплотнени   вл етс  ненадежна  герметизаци  в режигю сто нки, когда в рабочей nor лости машины находитс  газ под избыточным давлением, например, газова  подушка в насосах дл  перекачива ни  нидкого натри . Ненадежна  герме тизаци  в этом случае обусловлена утечкой газа через торцовый микрозазор сто ночного уплотнени , работающий всухую, так как контакт уплотнительных колец осуществл етс  полностью в газовой среде. Цель изобретени  - исключение про точек уплотн ющей жидкости через лабиринтно-вихревое уплотнение и увели чение степени герметизации при работе узла уплотнени  по газу в эксплуатацибнных и аварийных режимах, упро щение конструкции и монтажа узла уплотнени  . Поставленна  цель достигаетс  тем что в уплотнении вращающегос  вала комбинированного типа, содержащем ла биринтно-вихревое и сто ночное торцо . вое уплотнение, снабкенное плавающим поршнем и рабочей камерой, соединенной с напором вспомогательного лабиритного насоса, сто ночное торцовое уплотнение расположено в рабочей камере , сообщенной с напором лабиритно вихревого уплотнени , а кольцева  камера под плавающим поршнем сообщаетс  с рабочей полостью машины. Кроме того, лабиринтнр- ихревое уплотнение и вспомогательный лабирин ный насос выполнены на общей втулке, герметично соединенной с валом. На чертеже изображено уплотнение вращающегос  вала насоса, общий вид. Уплотнение вращающегос  вала содержит лабиринтно- вихревое уплотнение 1 и вспомогательный насос 2, размещенные в.корпусе 3 на общей втул-ке , герметично соединенной с валом насоса. С торца втулки 4 выполнена камера 6 с размещенным в ней сто ночным торцовым уплотнением, снабженным плавающим поршнем 7. Вращающеес  угле графитовое кольцо 8 торцового уплотнени , имеющее на нижнем торце со стороны внешней образующей кольцевую 4 проточку 9, закреплено на втулке 4 , а на плаващем поршне 7, уплотненном в кольцевой камере 10 упругими элементами , например сильфонами, размещено неподвижное углеграфитовое кольцо 11 торцового уплотнени . Неподвижное кольцо 11 прих(ато к вращающемус  кольцу 8 с помощью пружин 12, расположенных в гнездах круглого сечени , выполненных по периметру кольцевой камеры 10. В гне,здах имеютс  отверсти  13.дл  сообщени  кольцевой камеры 10 с рабочей полостью насоса И, в которой находитс  газ под избыточным давлением. Зазоры лабиринтно-вихревого уплотнени  1 и вспомогательного насоса 2 заполнены уплотн ющей жидкостью до определенного уровн . При остановленном насосе уплотнение вала 5 достигаетс  за счет поджати  неподвижного кольца 11 к кольцу 8 усилием пружин 12 и давлением в кольцевом пазе 10, равным давлению в рабочей полости насоса 1 А.Таким об- : разом, неподвижное кольцо 11 и уступ If) кольца 8 образуют плоскую пару трени , при этом не наблюдаетс  . утечка газа через торцовой микрозазор сто ночного уплотнени , так как сто ночное уплотнение смочено уплотн ющей жидкостью, наход щейс  в зазоре лабиринтно-вихревого уплотнени . При аварийном повышении давлени  газа в рабочей полости насоса 14 обеспечиваетс  надежна  герметизаци  путем более плотного поджати  неподвижного кольца 11 к кольцу 8, так как соответственно увеличиваетс  давление в кольцевой камере 10 под плаваюи им поршнем 7. .В момент пуска насоса в зазоре вспомогательного лабиринтного насоса 2 возникает перепад давлени , направленный к рабочей камере 6. С увелйчением числа оборотов вращени  вала 5 давление в рабочей камере 6 растет, и в некоторый момент времени оно превышает давление в рабочей полости насоса k и усилие создаваемое пружинами 12. Это давление, действу  на часть неподвижного уплотнительного кольца 11 под кольцевой проточкой 9, отжимает плавающий поршень 7 вниз, открыва  торцовое уплотнение. Давление уплотнительной жидкости, создаваемое в рабочей камере 6 встроенным лабиринтным насосом 2, превышает давление в рабочей полости насоса , преп тству  утечке газа. С другой стороны, попадание уплотн ющей жидкости в рабочую полость насоса I исключено работой лабиринтно-вихревого уплотнени  1, на котором полноетью срабатываетс  давление, создаваемое встроенным лабиринтным насосом 2. В аварийном режиме при повышении давлени  в рабочей полрсти насоса И уплотн юща  жидкость выдавливаетс  в зазор встроенного лабиринтного насо ,са 2, увеличива  длину работающей части его нарезки, т.е. увеличива  величину противодавлени  в рабочей камере 6. При дальнейшем увеличении давлени  в рабочей полости насоса 14, когда уплотн юща  жидкость полностью вытеснена из рабочей камеры 6, происходит закрытие; сто ночного торцового уплотнени  усилием пружин 12 с последующим дожатием плаваю1цего поршн  7 давлением в кольцевой камере 10. При остановке насоса по мере снижени  числа оборотов вала 5. давление в рабочей камере 6 падает до величины давлени  в рабочей полости насоса Н и усили  от действи  пружин 12. С этого момента при дальнейшем снижении числа оборотов неподвижное, кольцо 11 поджимаетс  к вращающемус  кольцу 8, и в момент их касани  происходит дожатие плавающего .поршн  7 избыточным давлением в рабочей полости насоса Т так как площадь действи  сил на плавающий поршень 7 сверху меньше, чем снизу.

В ре ультате в эксплуатационных режимах работы насоса вал 5 уплотн етс  созданием противодавлени  уплотн ющей жидкости в рабочей камере 6, которое срабатываетс  на лабиринтновихревом уплотнении 1, а при пуске остановке и сто нке работает сто ночное торцовое уплотнение: неподвижное

уплотнительное кольцо 11 - вращающеес  уплотнительное кольцо 8.

Claims (3)

1.Голубев А.И. Торцовые уплотнени  вращающихс  валов. М., Машиностроение , 197, с. 8. рис. 1.

2.Васильцов Э,Л. Бесконтактное уплотнение. Л., Машиностроение, 197t, с. 13, рис. tA .

3. Авторское свидетельство СССР 2hmi, кл. В 01 7/00, 1967 Тпрототип).