Лабиринтное уплотнение

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 763777 5 Р 16 1 15/44 ПИСААВТОРСКОМ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛ ЬСТВ 2(54)ЛАБИРИНТНОЕ (57) Применение: в б ниях лабиринтного т валов. Сущность изо принудительной турб чей среды и увеличен противления тракта%35 энергетическ маши Ларин и В,А,Смирно 15/44, 1984. Изобретение относится к машиностроению, а именно к бесконтактным уплотнениям лабиринтного типа для вращающихся валов.Известно лабиринтное уплотнение (см, кн.: Васильцов Э.А. Бесконтактные уплотнения, -Л,; Машиностроение, 1974, с, 14, табл.1), состоящее из вала, вращающегося во втулке с гарантированным радиальным зазором, с цилиндрическими канавками на вращающемся валу. Недостатком указанного уплотнения являются повышения требования к обеспечению оптимальных размеров, необходимость уменьшения радиального зазора, увеличение протяженности уплотнения, специальное профилирование кольцевых канавок для повышения эффективности герметизации, что делает конструкцию сложной и нетехнологичной.Известно уплотнение вращающегося вала (патент США М 4451046), состоящее из нескольких колец различной радиальной протяженности, плотно установленных на валу и образующих чередующиеся зоны сужения и расширения потока, а в цилиндрическую поверхность корпуса установлены кольцевые элементы, входящие в зоны расширения потока, Эта наборная конструкция нена каналами в корпусе с дросселярез которые подается жидкость под нием. Недостатком конструкции являе сложность, необходимость иметь 3 ий источник давления, а также сложсборки уплотнения.ль изобретения - устранение отмех недостатков, повышение эффективгерметизации;ущность изобретения заключается в ечении принудительной турбулизации а рабочей среды и увеличении гидравкого сопротивления тракта прохода соеди ми, че давле ется е внешн ностьЦе ценны ности обесп поток личес средь Указанная цель достигается тем, что в лабиринтном уплотнении, содержащем установленный в цилиндрическом отверстии корпуса вращающийся вал с выполненными на нем кольцевыми канавками, образующими с корпусом чередующиеся зоны сужения и расширения потока, по меньшей мере в одной кольцевой канавке установлена с натягом по поверхностям канавки свернутая в кольцо спиральная пружина растяжения, причем витки пружины наклонены в направлении вращения вала, а шаг витков пружины выполнен больше размера поперечного сечения проволоки пружины,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТРИ ГКНТ СССР УПЛОТНЕНИЕ есконтактных уплотнеипа для вращающихся бретения: обеспечение улизации потока рабоие гидравлического сопрохода среды. 2 ил.На фиг. 1 показано уплотнение; на фиг.2 - разрез А-А.Уплотнение включает корпус 1 с цилиндрическим отверстием 2, в котором установлен вал 3 с кольцевыми канавками 4, например, трапециевидными в поперечном сечении, образующими с отверстием 2 зоны 5 сужения и зоны 6 расширения потока. В канавках 4 размещены с радиальным натягом - в одной, в нескольких или во всех канавках - свернутые в кольцо спиральные пружины растяжения 7. Пружины 7 навиты и установлены в канавках 4 таким образом, что витки пружин 7 наклонены в направлении вращения вала 3, а шаг витков пружин 7 превышает размер поперечного сечения 8 образующей пружины 7 проволоки, что гарантирует наличие зазоров между витками проволокиУплотнение работает следующим образом. Известно, что основной работы лабиринтных уплотнений является наличие в тракте вихрей, образующихся при обтекании профиля уплотнения со срывом струй. Чем больше энергия этих вихрей, т.е, чем больше турбулизация потока, тем больше эффективность уплотнения. Пружина 7 вследствие радиального натяга по поверхностям канавки 4 и наличия сил трения вращается вместе с валом 3, При этом пружины 7, имеющие наклон витков в сторону вращения вала, а также шаг витков, превышающий размер сечения 8 проволоки (этим обеспечиваются зазоры между витками проволоки), действуют в качестве своеобразных лопаточных вращающихся колес, выталкивающих рабочую среду из пространства между корпусом 1 и валом 3, что сопровождается интенсивной турбулизацией потока и повышает гидравлическое сопротивление тракта прохода среды. При взаимодействии пружин 7 с рабочей средой, а также вследствие инерционных сил, определяемых массой пружины 7, при недостаточной радиальной силе от натяга пружины 7 в канавке 4 возможно проскальзывание вращающегося вала 3 относительно пружины 7. Это обстоятельство может быть устранено расчетом необходимого натяга пружин 7, который может быть 5 найден также опытным путем, Возможна ситуация, когда центробежные силы, действующие на вращающуюся пружину 7, превысят силы сцепления с канавкой 4 вала 3, и контакт пружины 7 с канавкой 4 наруши тся. Вследствие этого скорость вращенияпружины 7 уменьшится и она вновь будет контактировать с канавкой 4, этот процесс может повторяться. Хотя перемещения пружин 7 в радиальном направлении также 15 способствуют турбулизации потока и являются положительным фактором, путем опытной проверки натяг пружин 7 может быть оптимизирован для стабилизации положения пружин 7 в канавках 4 при задан ном режиме работы машины.Таким образом, предложенное лабиринтное уплотнение просто по конструкции, технологично в сборке, может быть изготовлено известными в машиностроении при емами и даст технический эффект,заключающийся в повышении эффективности герметизации.Формула изобретения Лабиринтное уплотнение, содержащее 30 установленный в цилиндрическом отверстии корпуса вращающийся вал с выполненными на нем кольцевыми канавками, образующими с корпусом чередующиеся зоны сужения и расширения потока, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности герметизации путем принудительной турбулизации потока рабочей среды и увеличения гидравлического сопротивления тракта прохода среды, по меньшей мере в 40 одной кольцевой канавке установлена с натягом по поверхностям канавки свернутая в кольцо спиральная пружина растяжения, причем витки пружины наклонены в направлении вращения вала, а шаг витков пружины 45 выполнен больше размера поперечного сечения проволоки пружины.1763777 4-д оставитель Г.Голубехред М.Моргентал Редактор О.Стенина Корректор П,Гереши роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3444 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5