Уплотнение вращающегося вала

,3 15/4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПОф 33 ОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И ТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 6 Бюл.%40ашиностроительное научно-просе объединение им.М.В.Фрун 8.8)свидетельство СССГ 16 3 15/40, 1978.НИЕ ВРАЩАЮЩЕГ В(57) Изобретение позволяет повысить надежность уплотнения вращающегося вала путем предотвращения раскрытия торцового стыка между внутренним плавающим кольцом и корпусом. В расточке 3 корпуса 1 с зазором 4 относительно вала 5 установлены внутреннее и наружное плавающие кольца(54) УПЛОТН к, Ю.С.Зинченко и Л.В,Чере,1687977 А и 7. Между кольцами расположены упругие элементы 8, поджимающие торцовые уплотнительные пояски 9 и 10 колец 6 и 7 к корпусу 1, в котором выполнены подводящие каналы.2. Для предотвращения разрыва масляной пленки на торцовой поверхности кольца 6 со стороны пояска 9 выполнена кольцевая проточка 11 протяженностью больше половины кольца 6, на наружной цилиндрической поверхности которого выполнены радиальные пазы 12. Внутренняя поверхность пазов 12 расположена на одном диаметре с внутренней поверхностью проточки 11. Пазы 12 расположены напротив каналов 2. На внутренней поверхности кольца 6 со смещением к выходному участку ф 13 выполнена кольцевая канавка 14, сообщенная радиальными дросселирующими каналами через проточку 11 с пазами 12. 2Изобретение относит.я к уплотниельной технике, в частности к конструкциямуплотнений вращающихся валов в насосах,компрессорах и турбинах.Целью изобретения является повышение надежности уплотнения путем предотвращения раскрытия торцового сгыка междувнутренним плавающим кольцом и корпусом, и разрыва масляной пленки в выходном участке Внутреннего плавающего 10кольца со стороны газа,На фиг,1 изображена конструкция уплотнения вращающегсся вала, продольныйразрез; на фиг.2 - разрез А - А на фиг.1,Уплотнение вращающегося вала содержит 15выполнение в корпусе 1 подводящие каналы 2 и установленные в расточке 3 корпуса1 с зазором 4 Относительно вала Ь внутреннее и наружное плавающие уплотнительныекольца 6 и 7,Между уплотнительными кольцами 6 и 207 установлены упругие элементы 8, поджимающие кольца 6 и 7 к корпусу торцовымиуплотнительными поясками 9 и 10, На торцовой поверхности внутреннего плавающего уплотнительного кольца 6 со СТОроны 25торцового уплотнит 8 льного пояска Выпол"нена кольцевая проточка 11. Протяженность длины кол 5 цевой проточкивыполнена больше пог овины кольца и темсамым кольцо разделяется на два участка 30различной протяженности. Иа наружной поверхности внутреннего плавающего упло;нительного ког,ьца 6 вь,полненырадиальные пазы 12, Внутренняя поверхность пазов 12 и внутренняя псверхнссть 35кольцевой проточки 11 расположены на одном диаметре. Радиальные пазы 12 распо-,ложены напротив подводящих каналов ".На внутренней поверхности внутреннегскольца 6 выполнена со смеьцением к выходному участку 13 ког 5 ьца 6 кольцевая канавка14, сообщенная посредством радиальныхдросселирующих каналс 5 в 15 через кольцевую проточку с радиальными пазами 12.Уплотнение враща,ощегося вала раГстает следук щим образом.При работе турбомашины, напримерцентробежного компрессора высокого давления, уплотнительное масло по подводящим каналам 2 пов давлением, 50превышающим давление комг 5 римируемогогаза, подается в радиаг 5 ьнь 58 пазы 12 и расточку 3 корпуса к плавающим упг 5 отнительным кольцам 6 и 7, охг 5 аждая их, ипрепятствует утечке компримируемого газа 55в окружающую среду.Благодаря выполнению во внутреннемкольце 6 кольцевой прото 5 ги 11 происходитболее интенсивное охгажссние кольца 6,что повышает надежность его работы и повышает его герметизирующую способность, а различная осевая протяженность наружного и внутреннего цилиндрических участков кольца позволяет получить необходиму 5 О величину уравновешивающей силы, позвсляющей создать момент сил, препятствующий раскрытию торцового стыка между торцовым уплотни гельным пояском 9 и корпусом 15, т,е, уравновесиь момент сил, стремящийся раскрыть указанный торцовый стык из-за пары сил; центрирующей силы, возника 5 ошей в зазоре 4 и приложенной к центру кольца 6, и силы трения, приложенной к торцу кольца 6.При высоких скооостчх вращения и малых расхода уппотнительного масла возможно нарушение сплошности смазбчного слоя, Разрыв масляной пленки начинается на выходном участке 13 кольца со стороны газа. При этом, чем меньше перепад давления, а следовательно, и расход масла, тем большую длину кольца 6 будет занимать зона разрыва пленки. В этой зоне будет находиться смесь масла с газом, что и приводит к существенному уменьшени 5 о вязкости масла, потерь мощности на трение и температуры кольца 6, Зтим объясняется также более низкая температура кольца 6 на выходном участке 13,При больших перепадах давления, т.е., когда уплотнительное масло полность 5 о заполняет зазор 4, расход масла растет прямо пропорционально скорости вращения. С уменьшением перепад давления масло - газ абсал:Отный расход уменьшается, но осгается независимым от скорости вращения вала 5, что обьясняет появление зон разрыва масляной пленки Б зазоре 4, С ростОм скорости вращения зона разрыва распространяется в сторону вхсдной кромки, уменьшая эффективную длину кольца 6. Если перепад давления уменьшается настолько, что зона разоыва масляной планки оудет занимать Вс.о длину кольца 6, то уплотнение теряет герметичность и газ попадает в основной поток масла. Разрыву масляной пленки способствуют также вибрации вала 5 и малые величины зазоров 4. Для предотвращения разрыва масляной ггленки часть уплотнительного масла иэ подводяших каналов 2 пес гупа 81 В ралиальные пазы 12 и из них в радиальные дросселиру,ощие каналы 15 и канавку 14, При г 5 ападании уплотнительного масла В канавку 14 восстанавг 5 ивается масляная пленка в эазорс 4 и соответств 8 н НО герметичность углотненияТаким образог;, гредг 5 агаемая кснструкция уплотнения вращающегося вала об1687977 ль И.Пащ Моргентэл хред Со ите еккодэктор Ю,Середа Те М. Корректор М.МаксимишинецЗаказ 3696 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго Гагарина, 10 ладэет более высокой уплотнительной способностью из-за предотвращения раскрытия торцового стыка, а также из-за предотвращения разрыва масляной пленки в радиальном зазоре между валом и внутренним плавающим кольцом,Формула изобретения Уплотнение вращающегося вала, содержащее установленные в расточке корпуса с зазором относительно вала внутреннее и наружное плавающие кольца, между которыми расположены упругие элементы, поджимающие торцовые уплотнительные пояски плавающих колец к корпусу, в котором выполнены подводящие каналы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности уплотнения путем предотвращения раскрытия торцового стыка между внутренним плавающим кольцом и корпусом, и разрыва масляной пленки в вы-одном участке внутреннего плавающего кольца со стороны газа, на торцовой поверхности внутреннего плавающего кольца со стороны торцового уплотнительного пояска выпол ненэ кольцевая проочка протяженностьюбольше половины кольца, а на его наружной цилиндрической поверхности выполнены радиальные пазы, внутренняя поверхность которых расположена на одном диаметре с 10 внутренней поверхностью кольцевой проточки, причем радиальные пазы расположены напротив подводящих каналов, а на внутренней поверхности внутреннего плавающего кольца со смещением к выходномуучас тку кольца выполнена кольцевая канавка, сообщенная посредством радиальных дросселирующих каналов через кольцевую проточку с радиальными пазами.