Уплотнение вращающегося вала турбомашины

И 9) 8 ) И СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН за) Г 16 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ Д ИИОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 3332617/25-08 щ е е с я тем что, с целью повыше- (22) 26.08,81 ния эФфективности работы уплотнения (46) 23.09.83, Бюл. У.35 за счет снижения осевой нагрузки, (72) В.В, Архипов, В.О, Анофриев,действующей на плавающее кольцо, на Ю,С, Гонтарь, В,Л, Евланников, : , плавающем кольце установлено разгру- С.С. Ломоносов и Б.ф. Косаротов . эочное кольцо с воэможностью его (71) Ордена Ленина и ордена Трудового .радиального, перемещения вместе с Красного Знамени производственное .:- плавающим кольцом, между плавающим и объединение "Невский завод" .".:. разгрузочным кольцами образована зам" им. В.И, Ленина ,:". кнутая полость, а между плавающим (53) 62-762(088,8) ,.кольцом, разгрузочным кольцом и ста- (56) 1. Кондаков Л.А, Уплотнения :торной деталью образована разгрузочгидравлических систем. М., "Машино" ная полость,.причем замкнутая и разстроение 99 1972, с. 13, рис. 2.:;.грузочная полостисоединвны с помощью2, Патент Англии У 1476778, выполненных в плавающем кольце откл. Р 2 В, опублик. 1977. . :. .верстий. соответственно с полостями. (54)(57) 1, УПЛОТНЕНИЕ ВРАЦАЮЩЕГОСЯ : . пониженного и повышенного давления. ВАЛА ТУРЬОМАШИНЦ 9 содержащее "плаваю" " 2, Уплотнение по и 1, о т л ищее кольцо, имеющее уплотнительный ; ч а ю щ е е с я тем, что раэгруэочторцовый выступ со стороны полости :.:, ное кольцо по торцам имеет, уплотни" пониженного давления, контактирующий.:-, тельные манжеты, расположенные на со статорной деталью, о т л и ч а ю " разных диаметрах.Изобретение относится к уплотнениям вращающихся валов типа плавающих колец, предназначенных для удержания уплотняющих жидкостей высокогодавления, В частности, уплотненияэтого типа используются в компрессорных машинах для сжатия и перемещения токсичных и взрывоопасных газов.Известны уплотнения вала в виде 10плавающих колец, удерживающих уплотняющую жидкость, Истечение жидкостиограничивается кольцевой щелью междукольцами, валом и торцом кольца, прижатым перепадом давлений к неподвижной детали (корпусу) 111,Однако с ростом перепада давленийосевая нагрузка, действующая на коль.цо, увеличивается, в связи с чем гювышается сила трения на торцовых поверхностях кольца, препятствующаяего свободному перемещению в радиальном направлении, При достаточно высоких перепадах давлений прижатие кольца к корпусу приводит к чрезмерным 25перегрузкам в месте сопряжения кольцаи вала и к отрицательному воздействию кольца на вал.В целях снижения осевой нагрузки,действующей на плавающее кольцо,стремятся к смещению торцового выступа кольца на меньший диаметр, т.е,к уменьшению среднего диаметра выступа до размера вала под кольцом. Длядостижения разгрузки плавающего коль 35ца средний диаметр торцового выступавыполняют близким, к диаметру его цилиндрической части, сопрягаемой свалом 21,Таким образом, вал под разгруженным плавающим кольцом имеет два участка с различными диаметрами, что препятствует использованию таких плавающих колец в многоступенчатых уплотнениях с несколькими кольцами с целью45снижения расхода уплотнительной жидкости,Цель изобретения - повышение эффективности работы уплотнения за счетснижения осевой нагрузки, действующей50на плавающее кольцо,Поставленная цель достигается тем,что в уплотнении вращающегося валатурбомашины, содержащем плавающеекольцо, имеющее уплотнительный торцовый выступ со стороны полости пониженного давления, контактирующий состаторной деталью, на плавающем кольце установлено разгрузочное кольцо с возможностью его радиального перемещения вместе с плавающим кольцом,между плавающим и разгрузочным кольцами образована замкнутая полость,а между плавающим кольцом, разгрузочным кольцом и статорной деталью образована разгрузочная полость, причемзамкнутая и разгрузочная полостисоединены с помощью выполненных вплавающем кольце отверстий, соответственно с полостями пониженного иповышенного давления,(роме того, разгрузочное кольцопо торцам имеет уплотнитедьные манжеты, расположенныена разных диаметрах.Это позволяет использовать плавающее кольцо на большой перепад давлений и создать конструкцию многоступенчатого уплотнения с разгрузочнымиплавающими кольцами,На чертеже изображено предлагаемоеустройство, .общий вид.На валу 1 становлено плавающеекольцо 2, имеющее торцовый выступ 3,стыкующийся со статорной деталью(корпусом 4). Плавающее кольцо 2 выполнено с наружным радиальным кольцевым выступом 5. На плавающем кольце 2 установлено разгрузочное кольцо6, выполненное с внутренним кольцевым радиальным выступом 7, Между кольцами 6 и 2 образована замкнутая кольцевая полость 8, соединенная с полостью 9 пониженного давления каналом 10, Между плавающим кольцом 2,статорной деталью 4 и разгрузочнымкольцом б образована разгрузочная полость 11, соединенная каналом 12 с полостью 13 повышенного давления. Междуразгрузочнь 1 м кольцом 6 и корпусом 4образована кольцевая полость 14, соединенная каналом 15 с полостью 8 иканалом 10 с полостью 9 пониженногодавления. От вращения плавающее кольцо 2 .удерживается штифтом 16, Торцовые поверхности разгрузочного кольца6 уплотнены резиновыми манжетами 1/,расположенными на разных диаметрах.Уплотняющая жидкость с давлением,превышающим давление уплотняемого газа, подводится в полость 13 высокогодавления, В отличии от существующихконструкций, благодаря наличию полостей 8 и 11 и перепада давлений междуними,.на плавающее кольцо 2 действует разгружающее усилие, направленноев сторону полости повышенного давления жидкости, Величина разгружающегоусилия определяется положением тораказ 7308/39Тираж 929 Подписное ИИПИ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,3 1 ОМ 3 йО цового выступа 3 плавающего кольца 2 и диаметрами цилиндрических уплотняющих поверхностей, ограничивающих полость 8, Отверстие 15 предназначено для поддержания равенства давлений в полостях 11 и 9,Путем соответствующего выбора геометрических соотношений между элементами плавающего кольца 2 можно по" лучить необходимую степень разгрузки 1 О кольца 2 от осевого усилия, действующего на его торцовый выступ.Учитывая специфику работы плаваю" щих колец, производится неполная разгрузка их от действия осевого усилия 15Разгрузочное кольцо 6 полностью разгружено от действия осевого усилия и не препятствует смещениюплаваю. щего кольца 2 в радиальном направлении. При смещении колец 2 и 6 пре одолевается лишь сравнительно небольшая сила трения по резиновым манжетам 17.Разгрузка кольца 6 осуществляетсяза счет различия в величинах уплотняемых диаметров манжетами 17 в сост" ветствии с внутренними диаметрами со" пряжения с плавающим кольцом 2,Технико-экономический эффект .заключается в том, что применение изобретения позволяет создать конструкцию герметичного концевого уплотнения типа плавающих колец, разгруженных от .перепада давления и расположенных на гладком участке вала, Этим упрощается, конструкция вала снижаются осевые габариты (для многоступенчатого уплотнения с несколькими кольцами), увеличивается срок службы уплотнения и надежность работы турбомашины.