Уплотнение вала

(5 НИ ТЕЛЬСТ льский ститут Всесо- единерепо ехани- прессо- Техни- асЫпц я ОЪ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И Н АВТОРСКОМУ(71) Всесоюзный научно-исследовати конструкторско-технологический икомпрессорного машиностроения июзное научно-производственное обние Союзтурбогаз(56) Лок К. Р. В Фон С. Дж. Сухиеческие уплотнения для газовых комров и аналогичного оборудования.ческая информация фирмы Сгапе1.И, 1986, с. 2 - 3, рис. 1 - 3.(57) Изобретение может быть использовано в турбомашинах различного назначения для уплотнения вращающи хся валов. Цель - повышение надежности. Уплотнение содержит кольцевой уплотнительный элемент с нажимной пружиной и вращающееся уплотнительное кольцо 3, торцовая поверхность которого снабжена перегородкой 5 и рядом спиральных канавок б,на периферии кольца, выполненных под острым углом а к направлению вращения вала и разделенных между собой ребрами 8. В ребрах 8 выполнены малоразмерные полости 9, соединенные каналами с канавками 6. Полости 9 могут соединяться каналами 10 с канавками 6 по дуге одного радиуса. Вход канала в полость 9 может располагатьс на большем радиусе, чем выход из канавки б 2 з.п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к уплотнительиой технике и может быть использовано в, турбомашинах различного назначения для уплотнения вращающихся валов.Цель изобретения - повышение надежности работы за счет повышения стабильности радиального слоя рабочей среды в торцовом зазоре и, соответственно, повышения эффективности работы за счет снижения перепуска газа и уплотнительной способности уплотнения.На фиг. 1 представлена предлагаемая конструкция уплотнения вала, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вариант испытания канавки,Уплотнение вала содержит кольцевой, 15 уплотнительный элемент 1 с нажимной пружиной 2 и вра щающееся уплотнительное кольцо 3, торцовая поверхность 4 которого снабжена уплотнительной перегородкой 5 и рядом спиральных канавок 6 на периферии кольца 3, выполненных под острым углом и к направлению вращения вала 7 и разделенных между собой ребрами 8, причем торцовая поверхность последних снабжена закрытыми с периферии кольца 3 малоразмерными полостями 9, каждая из которых 25 соединена поворотным каналом 10 с канавкой 6, расположенной впереди полости по ходу вращения вала. При этом полости 9 могут соединяться с каналами 1 О по дуге одного радиуса (фиг. 2). Вход канала 10 в полость 9 может располагаться на большем 30 радиусе, чем выход из канавки 6 (фиг. 3).Уплотнение вала работает следующим образом.При работе турбомашины рабочая среда, например компримируемый газ, поступает в камеру над вращающимся 3 и неподвижным 35 1 уплотнительными элементами. При вращенйи вала перекачиваемый газ поступает в спиральные канавки 6, где при движении к центру, встречая сопротивление уплотнительной перегородки 5, сжимается с повыше нйем давления, что позволяет установить стабильную величину уплотнительного зазора б обычно равной 3 мкм или близкой к ней.Стабильная величина уплотнительного торцового зазора о пбддерживается равен ством гидростатических сил, действующих на уплотнительные поверхности элементов 1 и 3, малого усилия от нажимной пружины 2 и гидродинамической уравновешивающей силой, возникающей за счет воздействия спиральных канавок 6 на рабочую среду. Для дополнительного воздействия на кольцевой уплотнительный элемент 1 часть газа, поступающего в спиральную канавку 6 по поворотному каналу 10, поступает в непроточные (закрытые с периферии) кольца 3.В малоразмерных полостях 9 газ под действием сил трения нагревается, что приводит к увеличению его воздействия на элемент 1 за счет расширения газа при нагревании и уменьшении утечек через уплотняемый зазор.Другим положительным моментом является синусоидальный характер воздействия температурного расширения газа в застойных зонах на величину зазора между уплотнительным элементом 1 и вращающимся кольцом 3, причем торцовая поверхность 4 кольца 3 приобретает синусоидальную форму, что повышает стабильность слоя рабочей среды в зазоре, а также надежность работы уплотнения.При этом даже небольшие изменения уплотнительного зазора приводят к значительной неуравновешенности сил, действующих в уплотнении, что повышает нечувствительность уплотнения к колебаниям давления и к другим механическим помехам, например, осевым усилиям, так как между уплотнительными элементами 1 и 3 отсутствует прямой контакт.Формула изобретения1. Уплотнение вала, содержащее кольцевой уплотнительный элемент с нажимной пружиной и вращающееся уплотнительное кольцо, на торцовой поверхности которого выполнены уплотнительная перегородка и ряд спиральных канавок на периферии кольца, выполненных под острым углом к направлению вращения вала и разделенных между собой ребрами, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности работы, на торце ребер выполнены закрытые с периферии малоразмерные полости, каждая из которых соединена каналом с канавкой, размещенной перед полостью по ходу вращения вала.2. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что канал соединяет полость с канавкой по дуге одного радиуса,3. Уплотнение по и. 1, отличающееся тем, что канал соединяет выход из канавки, лежащий на меньшем радиусе,с входом в полость на большем диаметре,1588966 фцг.2 льск орректор одписное арина, 1 О 1 Редактор М. КелемЗаказ 2526 НИИПИ Государственного 113035, М Производственно-издателСоста вител ь Техред А. КравчТираж 571 комитета по изобретениям скв а, Ж - 35, Раушска я кий комбинат Патент, г открытиям и наб., д. 4/5 Ужгород, ул. Са мборска яНТ СССР