Торцовое гидростатическое уплотнение с регулируемым зазором

Номер патента: 1668790

Авторы: Белоусов, Фалалеев

ZIP архив

Текст

(1)51615/34 ПИСА ИЕ ИЗОБРЕТЕНСВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЪТИПРИ ГКНТ СССР(54) ТОРЦОВОЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕ С РЕГУЛИРУЕМЫМ ЗАЗОРОМ(57) Изобретение может быть использованов торцовых уплотнениях многорежимныхэнергомашин с высокими давлениями рабочих сред. Цель изобретения - упрощениеконструкции уплотнения, На роторе 2 установлено вращающееся кольцо 1. В корпусе 4 размещено невращающееся кольцо 3. Вторичное уплотнение 6 расположено в канавке 7 на цилиндрической поверхности корпуса 4. Упругий элемент 8 установлен в канавке 7 и контактирует одним торцом с уплотнением 6, а другим - торцовой поверхностью 9 канавки 7, сообщенной с полостью 10 низкого давления. Напорная камера 13 образована кольцом 3, пружиной 5, корпусом 4 и уплотнением 6. На уплотнительной поверхности кольца 3 выполнена гидростатическая камера 11, сообщенная с камерой 13 дросселями 12 и с уплотняемой полостью 14. Подбором жесткостной характеристики элемента 8 и геометрии кольца 3 обеспечивают требуемые величины зазоров в широком диапазоне изменения перепада давления. 4 ил.Изобретение относится к уплотнительной технике, а именно к торцовым уплотне ниям многорежимных энергомашин свысокими давлениями рабочих сред,Цель изобретения - упрощение конструкции уплотнения,На фиг,1 показано торцовое гидростатическое уплотнение с регулируемым зазором; на фиг.2 - схема деформированиякольца под действием перепада давленияна уплотнении; на фиг.З и 4 - схема кольцас эпюрами действующих на него сил приразличных значениях давления уплотняемой среды 0 ИУЗ - усилие упругого элемента).Уплотнение (фиг.1) состоит из вращающегося кольца 1, установленного на оотоое2, и невращающегося кольца 3, установленного в корпусе 4, пружины 5 и вторичногоуплотнения б. Вторичное уплотнение б уста новлено в канавке 7 на цилиндрической поверхности корпуса 4. В канавку 7установлен упругий элемент 8, взаимодей ствующий одним торцом с вторичным уплотнением б, а другим торцом - с торцовой, поверхностью 9 канавки, сообщенной с полостью 10 низкого давления, Невращающееся кольцо 3 имеет на уплотнительнойповерхности гидростатическую камеру 11,соединенную дросселями 12 с напорной камерой 13 и уплотняемой полостью 14, Напорная камера образована пружиной,корпусом, невращающимся кольцом и вторичным уплотнением.Уплотнение работает следующим образом.При работе энергомашины гидростатическая камера 11 обеспечивает бесконтактную работу торцового уплотнения сгарантированным зазором между кольцами1 и 3, Повышение давления в уплотняемойполости 14 (при переходе на более напряженный режим) вызывает раскрытие уплотнения, Величина зазора определяетсягидростатической силы, возникающей в щели уплотнения, и закрывающей силы, равной сумме усилия от пружины 5 игидравлической силы от давления уплотня емой среды, определяемой диаметром расположения вторичного уплотнения.Повышение уплотняемого давления в бесконтактном торцовом уплотнении вызываетпреобладающий рост гидростатическогоусилия в щели, что и приводит к раскрытиюуплотнения,Кольцо 3 при больших перепадах давления на уплотнении будет испытывать деформацию, На фиг.2 показана типичнаякартина изменения формы уплотнительногокольца под воздействием перепада давле ния. Для определения перемещений, возникающих в кольцах под действием давления рабочей жидкости, применяют теорию осесимметричной деформации кольцевых дета 5 лей Биценю, в которой перемещения поперечного сечения кольца представляют в виде поворота сечения нэ угол фотносительно нейтральной точки С (фиг.2), напряжения в которой равны нулю, Координата 10 точки 7 с определяется только геометрией поперечного сечения, угол прямопропорционален изгибающему моменту относительно точки 7 с, На фиг,З приведены эпюры действующих на кольцо сил от перепада 15 давления Р 1, которые создают момент М относительно точки Ес. Момент М в случае внешнего расположения уплотняемой среды направлен против часовой стрелки (фиг,2). Это приводит к созданию диффузионного (расширяющегося) зазора между кольцами 1 и 3. Наличие диффузорности зазора вызывает уменьшение гидростатической силы в щели и, как следствие, величины зазора. При дальнейшем 25 повышении перепада давления на уплотнении (например, с Р 1 до Р 2) вторичное уплотнение б будет перемещаться влево, сжимая упругий элемент 8 (фиг,1), и займет положение, показанное на фиг.4; Величина его осевого перемещения будет определяться величиной перепада давления, ви 30 дом и жесткостью элемента 8. Изменение положения вторичного уплотнения фиг.4) приведет к появлению дополнительной силы, которая будет создавать 35 момент, направленный против часовой стрелки и увеличивающий диффузорность рабочего зазора.Таким образом, повышение перепада давления будет приводить к росту гидростатической силы в щели, вызванная перепадом давления диффузорность щели 40 позволит снизить интенсивность роста гидростэтической силы и избежать раскрытия уплотнения. При уменьшении перепада давления на уплотнении вторичное уплотнение 6 будет перемещаться вправо и кольцо 3 будет принимать первоначальную форму, Таким образом будет осуществляться авто 50 матическое регулирование величины зазорауплотнения.Подбором жесткостной характеристикиэлемента 8 и геометрии уплотнительного кольца 3 можно обеспечить требуемые вели чины зазоров в широком диапазоне изменения перепада давления на уплотнении,Применение предлагаемой конструкции в качестве уплотнения многорежимной энергомашины автоматически обеспечит на всех режимах требуемую герметичность при

Смотреть

Заявка

4716988, 10.07.1989

КУЙБЫШЕВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ ИМ. АКАД. С. П. КОРОЛЕВА

БЕЛОУСОВ АНАТОЛИЙ ИВАНОВИЧ, ФАЛАЛЕЕВ СЕРГЕЙ ВИКТОРИНОВИЧ

МПК / Метки

МПК: F16J 15/34

Метки: гидростатическое, зазором, регулируемым, торцовое, уплотнение

Опубликовано: 07.08.1991

Код ссылки

<a href="https://patents.su/3-1668790-torcovoe-gidrostaticheskoe-uplotnenie-s-reguliruemym-zazorom.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Торцовое гидростатическое уплотнение с регулируемым зазором</a>

Похожие патенты