Лабиринтно-винтовое уплотнение

(51)М, Кл, Р 16 Ю 15/447 с присоединением заявки РЙ -Государственный комитет(23) Приоритет но делам нзобретеннй н открытийОпубликовано 07,12,80. Боллетень45 Дата опубликования описания 10, 12,80(54) ЛАБИРИНТНО-ВИНТСВОЕ УПЛОТНЕНИЕ Изобретение относится к областимашиностроения и может быть использо.вано в самых различных машинах и механизмах для ограничения протечек жид,кости вдоль вала, преимущественно в уп 5лотнениях с конструктивно предусмотренной протечкой жидкости,Известно лабиринтно-винтовое уплотнение, состоящее из роторной детали,на наружной поверхности которой выполнена многозаходнвя винтовая нарезка,и концентричной ей статорной детали,на внутренней поверхности которой выполнена аналогичная многозаходная винтовая нарезка, но противоположного направления 1.При работе в условиях удержаниянапора, превышающего максимальйыйнапор, создаваемый таким уплотнением,происходит протечка жидкости как покольцевому зазору между ротором истатором, твк и по винтовым канавкам.Недостатком атого уплотнения "является невозможность уменьшения протечки жидкости, так как величина удерживаемого уплотнением напора связана с определенным соотношением глубины нарезки и радиального зазора между гребешками резьбы, В связи с тем, что многозаходную резьбу не удается выполнить нв деталях из высокотвердых износостойких внтифрикционных материалов, радиальный зазор между ротором и ствтором выбирают с некоторым запасом, чтобы исключить случайное касание гребешков н их износ. Целью изобретения является уменьшение протечек лабиринтно-винтового уплотнения без изменения глубины резьбы и радиального зазора между гребешками резьбы,Эта цель достигается тем, что в уплотнении на стороне полости меньшего давления на роторе и статоре устанавливаются запирающие кольца, образующие между собой кольцевую шельдроссель, При установке таких колец785574 3эффект сокращения утечек жидкостипроисходит как за счет сокрашения проходной плошади путем перекрытия винтовых канавок, так и за счет возникновения дополнительных концевых вихрейв конце каждой винтовой канавки ротораи статора от резкого торможения жидкости и взаимодействия этих вихрей свихрями, возникающими при работелабиринтно-вихревого уплотнения с открытыми канавками.Дополнительное повышение эффективности уплотнения цостигается тем, чтона обращенных к винтовым канавкамсторонах запирающих колец выполненынаправляющие устройства для поворота вобратном направлении части потока жидкости в кольцевом зазоре. Направляющееус тройс тво может бы ть выполнено в ви денаправленного в сторону винтовых канавок кольцевого уса, конуса и т.п,Простые формы запирающих колец позволяют изготовить их из твердых пзносостойких антифрикционных материалов ивыполнить их выступающими внутрь радиального зазора, т.е. передать им дополнительную функцию подшипников для экстремальных условий работы уплотнения,Благодаря этому уцается, с одной сто -роны, предотвратть,случайные контакты и задиры снабженных резьбами деталей, а с другой - дополнительно сократить протечки за счет сближения концевых вихрей и уменьшения плошади выХоцного сечения.На чертеже изображено лабиринтновинтовое уплотнение, продольный разрез.На цилиндрической поверхности ротора 1 выполнена винтовая нарезка 2. Настаторной детали 3 выполнена винтоваянарезка 4, направленная противоположно наоеэке 2. На стороне низкого давления винтовые нарезки 2 и 4 закрытыс торца запирающими кольцами 5 и 6,закрепленными соответственно на роторе 1 и на статоре 3. На обращенной квинтовым нарезкам стороне запирающихколец 5 и 6 выполнены направляющиеустройства 7 и 8, представляющие изсебя конусы, образующие которых составляют острый угол с направлениемпотока,Запирающие кольца могут быть выполнены из твердого износостойкого материала. Радиальный зазор между нимименьше, чем между гребешками винтовых нарезок. При врицении ротора 1 в результате создаваемого винтовыми нарезками 2 и 4 насосного эффекта, направленного противо положно потоку жп дкос ти, напор жидкости по длине уплотнительного зазора снижается. В результате тор можения жидкости в коше винтовых канавок, изменения ее направления ивытеснения ее в кольцевой зазор в10 конце каждой впнтовой канавки возникаетактивный концевой вихрь, Эти вихри в кольцевом зазоре взаимодействуют как между собой, так и с вихрями, возникаюшими в результате взаимоцействия жиц 15 кости с винтовыми нарезками, что создает дополнительное сопротивление протеканию жицкости, Некоторое цополнптель -ное повышение эффекта уплотнения вызывает уменьшенный кольцевой зазормежду кольцами 5 и 6. Дополнительноеназначение этого уменьшения зазоразаключается в том, чтобы перенести возможные случайные контакты роторныхи статорных цеталей на элементы, выполненные из твердых износоустойчивыхматериалов,Ширину запирающих колец следуетвыбирать большей или равной осевомуразбегу ротора с тем, чтобы выходыиз канавок оставались запертыми навсех возможных режимах работы,Формула изобретения1. Лабиринтно-винтовое уплотнение,о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с35целью повышения егб эффективности, выходы из винтовых канавок закрыты состороны полости низкого давления, например, запирающими кольцами,2. Уплотнение по и. 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что запирающие кольцасо стороны, обращенной к винтовым нарез -кам, снабжены устройствами для поворотапотока жидкости в зазоре в сторону высокого давления,3. Уплотнение по пп, 1 и 2, о т л и ч а 45ю ш е е с я тем, что радиальный зазорФмежду запирающими кольцами выполненменьшим, чем между нарезками уплотнения, а сами кольца выполнены из материала, обладающего большей износостой 50костью, чем материал остальных элементов уплотнения.Источники инфлормации,принятые во внимание при экспертизе1. Краев .М. В.,Овсянников В. В, иШапиро А. С, Гицродинамические рациальные уплотнения высокооборотных валов,МфМашиностроение", 1976, с, 90, 785574Составитель Ю. Королеведактор Ж. Рожкова Техред Н, Бабурка Кор аказ 8805 ВНИИ и 1138 Тираж 1095 ПодпиПИ Государственного комитета СССРделам изобретений и открытий35, Москва Ж, Раушская наб., д сно