Уплотнение вала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 119) (11) 4 10 1) г 16 Л 15/44 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 2 содержит установленную втулку 3, которая охва дросселирующим зазором ным коническими поверх 1 и втулки 3 и имеющим формуКонические учас втулки 3 выполнены с у 44/298891 Бюп. 9 10ий филиал Харьковск 21) 4624 22) 26, 46) 150 71) Сумс итехниче орпусе 2ет вал собразованями вала в 4, ос о поЛе ого инсти им,конфузо ки вала ую и еньшением диа етра в сторону зоны Б низкого в са 2 и чатцщ ценую кямб с зазо(54) У 1 ШО (57) Изоб нительной пол ьзован Н ЕНИЕ ВА срсдст Звст быть н евогозоны А сится к уплотожет быт и с роении и комп изобрете.,ияретение отно технике и м о в насосост роенииЦель мента 8 ной кат ной Б рессоро стловышениеснижение ли с з.п,лом. 2 нина (72) А,Н, И,С,Береж Ю,А,Кибец (53) 62-7 (56) Авто Мд 667745,улый, ВА,Иарцинковскийой, А,А,Башкина,и:И.В.Боровик2(088,8)ское свидетельство СССРкл, Р 16 Л 15/44, 1977надежности герметиз яцииротечки Уплотнение вяла Сопряженные поверхности корвтулки 3 выполнены ступени образуют между собой кольеру 5, соединенную к анялами ром 4Устройство снабжено мм ос нагружевтулки рону которое может полнено н виде упругого элеили дополнительной разгрузоч еры, соединенной каналом с зонабженной дренажным канаф-лы, 2 илИзобретение относится к уплотцительной технике, в частности к бескоцтактцым уплотнениям валов, и может быть использовано в цасасостроении и компрессарастраенииЦель изобретения - повышение надежности герметизации и снижениепротечки,На Фиг,1 изображено предлагаемоеуплотнение, продольный разрез; нафиг,2 - то же, пример исполнения сдополнительной камерой между корпусом и втулкой,Уплотнение вала 1 содержит установпенную в корпусе 2 с возможностьюосевого перемещения и герметичносопряженную с этим корпусом втулку3, разделяющую зону А высокого и зону Б низкого давленийВтулка 3 охнаОтынает вал 1 с дросселирующим зазаром 4, который образован коническимиповерхностями вала 1 и втулки 3, вьгпалненными с уменьшением диаметра всторону зоны А, при этом зазор расширяется н сторону зоны А ступенчато за счет выполнения охватывающейнал 1 поверхности втулки 3 ступенчатой (Фиг.1) или конфузарно эа счетвыполнения охватывающей вал 1 поверхности втулки 3 и ахватываемай втулкой 3 понерхцости вааразной канусности (Фиг,2). Сопряженные наружная поверхность втулки 3 и внутренняя поверхность корпуса 2 выполненыступенчатыми с уменьшением диаметрав сторону зоны Б и образуют междусобой кольцевую камеру 5, сообщенную выполненными во втулке 3 каналами б с зазорам 4, Сопряжения втулки 4 О3 с корпусом 2 герметизиравань уплатнитечьными элементами 7Уплотнениеснабжена средством создания ураннонешивающей осевой нагрузки на втулке3 в виде пружины 8 (Фиг.1) или допалнительнай кольцевой камеры 9, образованной выполненными ступенчатосуживающимися ат средней части втулки 3 в сторону зоны Л сопряженнымиповерхностями корпуса 2 и втулки 3, 5 Опричем в корпусе 2 вьполнен канал 1 О,соединяющий камеру 9 с зоной Б, илидрецажцый канал (не показан),Уплотнение вала работает следующим образом, 55,11 ри подаче рабочей среды устанавливаются следуюцие давления: в зонеА - данлецце Р, н камере 5 - давление Р, в эаце Б - дацлецие Рэ, при. чем Р ) Р ) Р, Тогда сила, действующая на втулку 3 со стороны зоны Авысокого давления (герметизируемойполости), равна Г -- Р Б, где Бпроф.кция поверхности торца втулки 3,воспринимающей давление Р на плоскость, перпендикулярную оси вала 1Сипа, действующая на втулку 3 состороны кольцевой камеры 5, равнаГ = Р Б, где Б- проекция поверхности втулки, воспринимающей давление Р, на ту же плоскость. Сила,действующая са стороны зоны Б низкогодавления, ранна Г я = Р8, где Я-проекция поверхности втулкй 3, воспринимающей давление Р . Сила, действующая на втулку 3 со стороны дросселирукщего зазора 4; равна Г 4, =Рх5х Ю, где Р - переменное по длинедавление в дросселирующем зазоре 4,Обозначим силу упругости пружины 8Г. Тогда уравнение статического равновесия втулки 3 в направлении осивращения можно записать как Г = Г ++Г+ Г,1+ Г,В начальный момент под воздействием силы Г ) Гг + Гз + Г 1- + Г состороны герметизируемой полости Антулка 3 перемещается н сторону зоныБ низкого давления, При этом происходит уменьшение проходного сеченияи увеличение конфузорности драсселирующего зазора 4, в результате чегоблагодаря наличию каналов 6 вазрастаег давление Р, а следовательно, исила Г = Р Б. Кроме того, возрастают силы Г,и Г1 роцесс перемещения втулки 3 продолжается да техпар, пок а це установится статическоеравновесие при необходимых радиальной величине и форме дросселирующегозазора 411 ри продолжительнои работевозможен износ (например, при попадании абразивных частиц) поверхностей втулки 3 и нала 1, образующихдросселирующий зазор 4 Особенно интенсивно износу подвергается участоквтулки 3, расположенный со сторонызоны Б низкого давления, где проходное сечение драсселцруюшега зазораминимально. При увеличении проходного сечения на этом участке вследствие износа происходит падение давления н зазоре 4, а с;еданательцо,и падение давления Р и нарушаетсяусловие статического р;агнесин нтулки 3, что вызывает ее антам,тическоеперемещение в сторону оьБ низкогоУплотнение ва.:., соцсржсеразделяющую зоны высс кого и; ко 1 одавлений герметично сопри,.ччу. скорпусом с воэможност,ю."е.,: . о пе 35 давления до восстановления статического равновесияВ результате происходит восстановление заданных формы и размера дро сселирующего з азора Это повышает надежность и долговечность уплотнения и снижает протечкиВ случае, когда функцию элемента 8 выполняет дополнительная разгрузочная камера 9, уплотнение работает 10 аналогично Уравнение статического равновесия втулки 3 имеет вид ,Е + Р = Рг + Р + Г,где Р=Р Б-, Б - проекция поверхно сти втулки 3, воспринимающей давление Рэ в дополни тельной разгрузочной камере 9, на перпендикулярную оси вала плоскостьВыполнение условий статического равновесия втулки 3 при Р 1 ) Р 2 обуславливается тем, что Б8.20Таким образом, предлагаемая конструкция уплотнения обеспечивает снижение протечек в процессе продолжительной работы за счет саморегулирования величины зазора, повышение 25 надежности за счет улучшения упругодемпферных свойств уплотняемого уэлл в процессе эксплуатации, а также повышение долговечности за счет саморегулирования конфу ог ной йормы и 30 величины дросселируюше 1 о з,з.рв при продолжит ел ьно и р або теформул а из обр.г" ни я ремещения втулку, охватывающую ва. с дросселирующим э аэором, расширяющимся в сторону зоны высокого давления, причем образующие этот зазор поверхности вала и втулки выполнены коническими с уменьшением диаметра в сторону зоны высокого давления, а также средство создания уравновешивающей осевой нагрузки на втулку, направленной в сторону зоны высокого давления, отличающее с я тем, что, с целью повышения надежности герметизации и снижения протечки, сопряженные поверхности кОрпуса и втулки выполнены ступенчатыми, суживающимися в сторону эоны низкого давления, при этом между уступами корпуса и втулки образована кольцевая камера, соединенная выполненными во втулке каналами с дросселирующим зазором,2Уплотнение по и1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что средство создания уравновешивающей осевой нагрузки на втулку выполнено в виде дополнительной кольцевой камеры между корпусом и втулкой, образованной вь. полненными ступенчатыми, суживающимися от средней части втулки в сторону эощ высокого давления сопряженными поверхностями корпуса и втулки, при этси в корпусе выполнен канал, сов,1 нняющий эту камеру с зоной низкого давлс ния или дренажный каналот п. о пп.1 и 2, о тн ч а ю щ е ея тем, что втулка подпружинена в сторону герметизируемоп полос ги