Уплотнение вала

(51)5 Г 16 3 ПИСАНИ ВРЕТЕ Н ЕЛЬСТВУ М 16иностроительн ное объедин научно ие им В.Черепов, С Пестун детельство ССС 6 3 15/44, 1988 Е ВАЛА относится к уп жет быть исп высокооборот ов. Цель иэобре лотнительользовано ных валов тени я - по 7 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ С(57) Изобретениеной технике и модля уплотнениятурбокомпрессор вышение надежности в работе путем повышения эффективности охлаждения внутреннего кольца 6, Уплотнение содержит расположенные в расточке 1 корпуса 2 с уплотнительными зазорами 3 относительно вала 4 наружное плавающее кольцо 5 и внутреннее плавающее кольцо 6 с перепускными каналами 13, а также камеру 11 подвода запирающей среды. Кольцо 6 выполнено с кольцевой торцовой канавкой 15, соединенной с перепуск ыми каналами 13. Наличие в кольце б канавки 15, особенно в случае выполнения ее с увеличивающейся площадью проходного сечения, способствует лучшему охлаждению наиболее нагретых участков кольца 6, 2 з.п.ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения высокооборотных валов турбокомпрессоров.Цель изобретения - повышение надежности в работе путем повышения эффективности охлаждения внутреннего кольца,На фиг. 1 изображено уплотнение, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг,1.Уплотнение вала содержит расположенные в расточке 1 корпуса 2 с уплотнительными зазорами 3 относительно вала 4 наружное плавающее кольцо 5 и внутреннее плавающее кольцо б с торцовыми уплотнительными поясками 7 и 8, Кольца 5 и 6 установлены с осевым поджатием посредством пружины 8 к торцовым поверхностям 9 и 10 расточки 1 корпуса 2 и зафиксированы от окружного проворота относительно корпуса,В корпусе выполнена камера 11 подвода запирающей жидкости, образованная расточкой 1, торцовой поверхностью 12 внутреннего кольца 6 и наружной поверхно" стью уплотнительного пояска 8 внутреннего кольца. Внутреннее плавающее кольцо выполнено с перепускными охлаждающими каналами 13 в теле кольца, соединяющими камеру 11 подвода запирающей жидкости с полостью 14 между кольцами 6 и 7, при этом на кольце выполнена кольцевая торцовая канавка 15, соединенная с перепускными каналами 13.Каналы 13 могут быть выполнены наклонными от камеры 11 к периферийной поверхности кольца, а также могут быть вы.полнены с винтовой нарезкой 16 с направлением витков по направлению вращения вала 4. В корпусе 2 выполнены каналы 17 и 18 соответственно подвода и слива запирающей среды, В кольце 5 выполнены перепускные каналы 19 для отвода избытказапирающей среды.Уплотнение работает следующим образом.При работе уплотняемого агрегата, например турбокомпрессора, затворная жидкость подается в камеру 11 подвода запирающей среды под давлением, превышающим давление уплотняемого газа. Из камеры 11 затворная жидкость по канавке 15, каналам 13 и зазору между периферийной поверхностью кольца 6 и расточкой 1 корпуса 2 поступает в полость 14 между кольцами 5 и 6, а иэ нее - в уплотнительные зазоры 3 между плавающими кольцами 5 и б и валом 4, где дросселируется и препятствует утечке компримируемого газа, При этом внутреннее плавающее кольцо 6 ра мен ограничен нагретых участков внутреннего плавающего20 кольца 6, поскольку со стороны камеры 11 25 30 40 50 закрутке потока на входе в уплотнительныйзазор 3, что позволяет уменьшить суммарную закрутку потока на входе в зазор и уменьшить расход запирающей жидкости при сохранении уплотняющей способности 55 уплотнения.Слив отработанной запирающей жидкости осуществляется иэ дросселирующего зазора 3 между наружным плавающим кольцом 5 и валом 4 в полости низкого давления, а избыток запирающей жидкости, испольэу 10 15 ботает при малом перепаде давлений и высокой окружной скорости вала 4, что обуславливает сильное тепловыделение в уплотнительном зазоре внутреннего кольца 6, особенно со стороны газовой полости компрессора.Подвод холодной запирающей жидкости в камеру 11 подвода запирающей жидкости, расположенную со стороны газовой полости компрессора, а затем перепуск ее по каналам 13 способствует интенсификации процесса охлаждения тела кольца, особенно наиболее теплонагруженной зоны на выходе иэ дросселирующего зазора 3, а также ликвидации застойных зон, где теплообВыполнение торцовой канавки 15 способствует лучшему охлаждению наиболее внутреннего плавающего кольца, где нагрев кольца наибольший, скорости течения жидкости в торцовой канавке также наибольшие, и соответственно большее количество жидкости будет контактировать с нагретым участком тела кольца. Последнее приведет к более интенсивному охлаждению кольца. При этом изменение площади проходного сечения возможно за счет выполнения торцовой канавки ступенчатой или наклонной в сторону периферийной поверхности внутреннего кольца.Интенсификации теплообмена способствует также выполнение перепускных охлаждающих каналов 13 наклонными, что обеспечивает подвод свежей запирающей жидкости в наиболее теплонагруженную зону кольца, а затем отвод ее по каналам в менее теплонагруженную зону кольца б,способствуя тем самым перераспределению теплового потока в теле кольца,Повышению эффективности охлаждения плавающего кольца способствует также выполнение в каналах 13 винтовой нарезки 16 с направлением витков по направлению вращения вала 4. При этом помимо интенсификации теплообмена в витках нарезки появляется закрутка подводимого потока запирающей жидкости, противоположная1645694 Фиг.2 Составитель Г.ШуренкоТехред М. Моргентал Корректор С.Шевкун Редактор Л.Народная Заказ 1551 Тираж 454 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101.Гемой для охлаждения внутреннего плавающего кольца 6, перепускается по каналам 19 в наружном кольце 5, к каналам 19 слива запирающей жидкости, выполненным в корпусе 2,Таким образом, конструкция уплотнения вала обладает высокой эффективностью охлаждения внутреннего плавающего кольца, что повышает надежность его в работе и уплотнения в целом.Формула изобретения 1. Уплотнение вала, содержащее установленные с уплотнительными зазорами относительно вала, расположенные в расточке корпуса наружное и внутреннее плавающие кольца с торцовыми уплотнительными поясками и перепускными каналами, а также камеру подвода запирающей среды, образованную расточкой корпуса, торцовой поверхностью внутреннего кольца и окружной поверхностью уплотнительного пояска этого кольца, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности в работе путем повышения эффективно 5 сти охлаждения внутреннего кольца, на внутреннем кольце со стороны камеры подвода запирающей среды выполнена кольцевая торцовая канавка, соединенная с перепускными каналами,10 2. Уплотнение по п.1. от лича ю щеес я тем, что перепускные каналы внутреннего кольца выполнены наклонными от камеры подвода запирающей среды к его периферийной поверхности,15 3, Уплотнение попп.1 и 4, отл и ча ющ е е с я тем, что перепускные каналы внутреннего кольца выполнены с винтовой нарезкой с направлением витков по направлению вращения вала.