Торцовое уплотнение вращающегося вала

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ЯО 101 7 г 5 р Р 165/3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Трудового ое объеди- И,Ленина ные уплоттрессорных шинострое- Ш, 1971,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Ордена Ленина и орденаКрасного Знамени производственннение Невский завод им. В.(56) 1. Герасимов Б, Я, Герметинения вала центробежных коммашин. - Энергетическое мание, НИИИНФОРМТЯЖМА, с. 1 1, фиг. 1 8.(54) (57) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩА)ОЩЕГОСЯ ВАЛА с подводом уплотняющей среды от периферии к центру, содержащее корпус и установленные в нем неподвижную и вращающуюся втулки, контактирующие между собой уплотнительными поясками, и плавающее кольцо, сопрягающееся с вращающейся втулкой с радиальным зазором, отличающееся тем, что, с целью повышения уплотняющей способности торцового уплотнения и умейьшения величины протечек уплотняющей среды, между вращающейся втулкой и корпусом образована полость и плавающее кольцо установлено в этой полости с осевым зазором относительно вращающейся втулки, а сопрягаемый диаметр плавающего кольца и вращающейся втулки выполнен меньше наружного диаметра этой втулки.Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к торцовым уплотнениям вращающихся валов.Известны торцовые уплотнения с подводом уплотняющей среды от периферии к центру, содержащие корпус и установленные в нем неподвижную и вращающуюся втулки и плавающее кольцо, расположенное по наружному диаметру вращающейся втулки.В таких уплотнения протечки уплотняю щей среды (масла) в сторону атмосферы ограничиваются плавающим кольцом, радиальный зазор в котором можно выполнить примерно в 2 раза меньше, чем в опорном подшипнике того же диаметра 1 .Недостаток такого уплотнения заключа 15 ется в том, что при больших давлениях уплотняющей жидкости (масла) плавающее кольцо своим торцовым уплотнительным буртом прижимается к корпусу с большим усилием и теряет свою подвижность. При 2 О этом нарушаются динамические характеристики системы ротор турбомашины - опорный подшипник - уплотнение, в системе могут возбуждаться вибрационные явления, а плавающее кольцо, контактные поверхности уплотнения или опорные поверхности 25 подшипников могут при этом разрушаться, Кроме того, вследствие действующих на плавающее кольцо больших перепадов давления масло - атмосфера протечки масла в этой конструкции имеют значительную величину, что создает трудности при удержа- Зо нии заданной величины перепада масло - газ.Целью изобретения является повышение уплотняющей способности торцового уплотнения и уменьшение величины протечек уплотняющей жидкости.Поставленная цель достигается тем, что в торцовом уплотнении вращающегося вала с подводом уплотняющей среды от периферии к центру, содержащем корпус и установленные в нем неподвижную и вращающуюся 4 О втулки, контактирующие между собой уплотнительными поясками, и плавающее кольцо, сопрягающееся с вращающейся втулкой с радиальным зазором, между вращающейся втулкой и корпусом образована полость и плавающее кольцо установлено в этой по лости с осевым зазором относительно вращающейся втулки, а сопрягаемый диаметр плавающего кольца и вращающейся втулки выполнен меньше наружного диаметра этой втулки.Такое выполнение торцового уплотнения 50 позволяет уменьшить величину перепада масло - атмосфера, действующего на плавающее кольцо, и повысить величину давления уплотняющей жидкости. Это дает возможность использовать торцовое уплотнение при высоких давлениях сжимаемого 55 газа. Опорный подшипник при этом при любых давлениях уплотняемого газа функционально развязывается с торцовым уплотнением и его наладка может производиться индивидуально с обеспечением оптимального маслоснабжения.На чертеже изображено предлагаемоеуплотнение, общий вид.В корпусе 1 уплотнения расположены неподвижная втулка 2 с контактирующей торцовой поверхностью 3, вращающаяся втулка 4 с контактирующей торцовой поверхностью 5 и плавающее кольцо 6 с уплотнительным торцовым буртом 7, размещенное в полости 8, образованной ступенчатой расточкой 9 втулки 4 и поверхностями 10 элементов корпуса 1. Плавающее кольцо 6 установлено в полости 8 с заданным осевым зазором относительно вращающейся втулки 4. Сопрягаемый диаметр Р, плавающего кольца 6 выполнен меньше наружного диаметра Р вращающейся втулки 4. Диаметр Рплавающего кольца 6 сопрягается с вращающейся втулкой 4 с радиальным зазором Ь. Втулка 4 насажена на вал 11 турбомашины и закреплена гайкой 12. Пружины 13 прижимают неподвижную втулку 2 к подвижной втулке 4. Штифт 14 предотвращает проворот плавающего кольца 6 в окружном направлении и его осевой сдвиг. Корпус 1 уплотнения установлен в статоре 15 турбомашины и уплотнен по посадочному диаметру резинками 16 и 1, Стальное кольцо 18 предотвращает сдвиг уплотнения вдоль оси турбомашины, Стрелка 19 показывает направление подачи уплотняющей жидкости (масла). При работе такого уплотнения уплотняющее масло, подаваемое в пространство А, имеет давление превышающее давление газа в полости Б на заданную величину, определяемую перепадом масло - газ. Чем выше давление газа в полости Б, тем выше давление масла в полости А. Незначительная часть масла при этом перетекает через зазоры между контактирующими поверхностями 3 и 5 соответственно неподвижной втулки 2 и вращающейся втулки 4 из полости А в полость Бв направлении от периферии к центру уплотнения и отводится из полости Б на реге -нерацию (отделения от газа и восстановления свойств).Давлением масла в полости А плавающее кольцо 6 прижимается уплотнительным буртом 7 к сопрягаемой поверхности элемента 10 корпуса 1. Так как в зазореЗ между плавающим кольцом 6 и вращающейся втулкой 4 масло вовлекается во вращение, на участке между диаметрами Р, и Р создается радиальный перепад давления, пропорциональный произведению ч(Р - Р,ф), гдето - угловая скорость вращения вала, Это приводит к тому, что давление масла в зазоре Я сопряжения диаметров плавающего1013674 Составитель А. Ополченцев Редактор А. Шандор ТехредИ. Верес Корректор А. Ильин Заказ 2979/44 Тираж 923 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП.сПатентэ, г, Ужгород, ул. Проектная, 4кольца и втулки существенно понижается, что уменьшает протечки масла через зазор 3. Существенно уменьшается также равнодействующая давления в зазоре, Это уменьшает силу прижатия плавающего кольца 6 к корпусу 1 и увеличивает радиальную подвижность плавающего кольца 6 при высоких давлениях в полости А, повышает . надежность рабогы системы ротор турбомашины - уплотнение - опорный подшипник, упрощает конструкцию маслопроводов уплотнительной системы, уменьшает мощность, потребляемую маслонасосами высокого давления, создающими циркуляцию масла для охлаждения уплотнения и компенсации протечек масла через зазор 5 между плавающим кольцом 6 и валом 11,Величина радиального перепада в зазоре 8 регулируется подбором величины зазорао и выбором необходимой радиальной протяженности участка -ыв ф - вращающейся втулки 4:ЮТехнико-экономическая эффективность изобретения заключается в упрощении конструкции уплотнительной системы, в повышении надежности и экономичности работы уплотнения за счет сохранения при любых давлениях в полости А минимально необходимой величины силы прижатия плавающего кольца, к корпусу.