Уплотнение вращающегося вала

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН Н 9 ,ЯО 44 Ш Г 1 ОМИТЕТ СССРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ГОСУД АРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗО 4 Ф сСАНИЕ СВИДЕТЕЛЬСТ АВТОРСН ский огоо инсти.филиалбюро ыхоюзныйтитутсосо(5 Ло ни нострое( 21) 3533859/25-08(71) Сумский Филиал Харьковс.ордена Ленина политехническотута им. В.И.Ленина, СумскийСпециального конструкторскогопо созданию воздушных и газовтурбохолодильных машин и Всеснаучно-исследовательский инсатомного и энергетического настроениня(54)(57) УПЛОТНЕНИЕ. ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА, содержащее плавающее кольцо, с помещенными в его цилиндрической расточке самоустанавливающимися колодками, установленное на валу с уплотнительным зазором в камере корпуса, заполненной средой под давлением, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности уплотне.ф:, ния, в корпусе закреплен сепаратор, , в котором расположены самоустанавливающиеся колодки.Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в компрессорах и насосах центробежного типа.Известно уплотнение вращающегося вала, содержащее плавающие кольца, 5 установленные на валу с уплотнительным зазором в камере корпуса, заполненной средой под давлением 11 .Однако такие плавающие кольца ока эывают незначительное демпфирующее 10 действие на вращающийся вал, особенно на маловязкой среде, например воде, Кроме того, при определенных условиях такие кольца подвержены радиал. дым и угловым автоколебаниям, 15 что приводит к аварийной ситуации центробежной машины в целом,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является уплотнение 20 вращающегося вала, содержащее плаваю щее кольцо с помещенными в его цилиндрической расточке самоустанавливающимися колодками, установленное на валу с уплотнительным зазором в камере, заполненной средой под дав" лением.Данная конструкция обеспечивает демпфирующее воздействие на вращающийся вал, так как несущие слои колодок обладают высокой жесткостью и демпфированием. При этом обеспечивается стабильность концентричного положения плавающего кольца относительно вала при работе вхолостую (когда нет поперечных колебаний ва ла) и под нагрузкой 21 .Недостатком данного уплотнения является то, что колодки закреплены в плавающем кольце и передают на негэ 40 окружную силу трения, возникающую при вращении вала и не приносящую пользы для работы плавающего уплотнения, Окружная сила трения оказывает на окружной стопор повышенное динамическое, воздействие, в результате чего появляется поперечная сила, отклоняющая уплотнительный узел от концентричного положения, что наиболее сильно проявляется на нестационарных режимах работы машины. Кроме того, при большой центрирующей способности и значительной силе трения в торцовом стыке последний подвергается интенсив ному износу, так как уплотнительный узел постоянно следит за поперечными 55 колебаниями вращающегося вала. Для предотвращения ошибок при сборке герметизация концов ротора цетробежной машины осуществляется одинаковыми уплотнительными узлами с реверсивны ми самоустанавливающимися колодками при этом используется принцип безразличной сборки. Однако, самоустанавливающаяся колодка обладает наибольшей несущей способностью, когда центры ка чания и равнодействующей давления еесовпадают, т.е. когда место закрепления колодки находится в 0,416 ее длийы, отсчитывая от выходной кромки."Следовательно, в таком уплотнении реверсивные самоустанавливающиеся колод.ки работают не в оптимальном режиме,что сказывается на их несущей способности, Все это снижает надежностьуплотнения.Цель изобретения - повышение надеж.ности уплотнения.Поставленная цель достигается тем,что в уплотнении вращающегося вала,содержащем плавающее кольцо с помещенными в его цилиндрической расточке самоустанавливающимися колодками,установленное на валу с радиальнымуплотнительным зазором в камере корпуса, заполненной средой под давлением, в корпусе закреплен сепаратор, вкотором расположены самоустанавливающиеся колодки,Раэмещение самоустанавливающихсяколодок в сепараторе позволяет разделить силы, возникающие в колодках.Радиальная подъемная сила передаетсяна плавающее кольцо и центрирует его,а окружная сила трения передается насепаратор, имеющий жесткую связь снеподвижным корпусом. При этом появляются дополнительные поверхностисухого трения холодок и сепаратора,способствующие лучшему демпфированиюпоперечных колебаний вала. В этомслучае износ дополнительных поверхностей трения не влияет на герметичность уплотнения, что повышает надежность узла,На фиг, 1 представлено уплотнение,в котором сепаратор закреплен в корпусе, разрез; на фиг, 2 - то же,вариант разреза; на фиг. 3 - сечениеА-А на фиг, 2,Уплотнение вращающегося вала содержит плавающее кольцо 1, установленное на вапу 2 с радиальным зазором 3. Самоустанавливающиеся колодки 4 расположены в сепараторе 5 и помещены в цилиндрическую расточку плавающего кольца 1, При сборке заплечики б предохраняют колодки 4 от выпадания из сепаратора 5. Этот узел помещен в камеру 7 корпуса 8. Камера 7заполнена средой под давлением. Сепаратор 5 жестко закреплен в корпусе 8(фиг. 1) штифтами 9Уплотнение вращающегося вала работает следующим образом.При вращении вала уплотнеемая сре" да, подаваемая под давлением, дросселируется в уплотнительном зазоре 3, а в самоустанавливающихся колодках 4 возникают несущие гидродинамические слои. Согласно принципу действия коло" док 4 в них образуются радиальные гидродинамические силы и окружные силы трения. Радиальные несущие силы,функциональное назначение которых стабилизировать концентричное положениеуплотнительного узла относительновращающегося вала 2, передаются наплавающее кольцо 1. Окружные силы 5трения, не являющиеся полезными, передаются на сепаратор 5, который жесткозакреплен в корпусе 8, Дополнительныеповерхности сухого трения колодок 4 исепаратора 5 способствуют лучшему 10демпфированию поперечных колебанийвала 2. Кроме того, гидродинамическинагруженные самоустанавливающиесяколодки 4 прижимаются к поверхностицилиндрической расточки плавающего 15кольца 1. Так как колодки 4 в окружном направлении зафиксированы сепаратором 5 и под действием несущих гндродинамических слоев фф разжимают плавающее кольцо 1, то последнему окружной стопор не нужен. Так как колодки 4 не застопорены по поверхностям качания и сами устанавливаются в оптимальном положении, то у них сохраняется наибольшая несущая способность при любом режиме работы и обеспечивается принцип безразличной сборки,Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении - надежности эа счет повышенного демпфирования вала и.повьааения долговечности эа счет уменьшения износа тор- цовых уплотнительных поверхностей.1059335 Составитель.Ю,ТольскийРедактор Т.Киселева Техред М.Тепер Корректор Л.Па каз 9801/41 Тир ВНИИПИ Государс по делам изобре 113035, Москва, ж 925 Подпвенного комитета СССтений и открытийЖ, Раушская наб е д.4 лиал:ППП фПатентф, г.Ужгород; ул.Проектная