Лабиринтное уплотнение

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1118827 16 1 15/447(54) (57) 1. ЛАБ НЕНИЕ, содержа щ поверхность которо шими гребнями отл целью упрощения из надежности уплотне ни образованы рядам окружности лунок, форму в поперечном деленных перемычка А. Марцинковский, Гулыйарьковского ордена ского института новы конструировароение, 1977, с. 114 льство СССР/16, 1971 (прототи рское свидет кл. Г 04 0 29 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Сумский филиал ХЛенина политехничим. В. И. Ленина(56) 1. Орлов П. И. Ония. Т.З, М Машиносрис, 268, У.2. Авто3851 4,ИРИН ТНОЕ УПЛОТ- ее обойму, внутренняя и снабжена уплотняюичающееся тем, что, с готовления и повышения ния, уплотняющие греби расположенных вдоль имеющих серповидную сечении обоймы и размн.1118827 2. Уплотнение по и. 1, отличающееся тем, что глубина и (или) длина дуги лунок каждого последующего ряда по ходу рабочей среды выполнены меньшими относительно глубины и (или) длины дуги лунок предыдуцего ряда, при этом перемычки между лунками в соседних рядах смещены одна отИзобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в насосах, компрессорах и турбоагрегатах.Известно лабиринтное уплотнение, содержащее обойму, на внутренней поверхности которой выполнены лабиринтные уплот няющие гребни, Действие такого уплотнения основано на торможении рабочей среды в узкой кольцевой щели с последующим расширением в смежной кольцевой камере большого объема 11.Недостатком известного уплотнения является низкая изгибающая жесткость уплотняющих гребней и большой расход уплотняемой среды, что затрудняет использование их при больших перепадах давления. Кроме того, существенным недостатком лабиринтных уплотнений являегся то, что они способствуют низкочастотной вибрации роторов.Наиболее близким по гехннческой сущности и достигаемому результату к изобретению является лабиринтное уплотнение гурбомашины, содержащее обойму с уплотняюшими гребнями, перпендикулярно которым установлены спрямляющие ребра. Наличие спрямляющих ребер увеличивает жесткость уплотняющих гребней и препятствует окружному перетоку уплотняе мой среды, подавляя никзочастотную вибрацию роторов 2.Однако изготовление такого уплотнения трудоемко, так как спрямляющие ребра необходимо жестко крепить к гребням, например сваркой, пайкой, что снижает надежность конструкции, а также усложняет изготовление. При этом в случае перекачки иеосушенных или неочищенных газов, содержащих взвешенные частицы веществ, склонных к коксованию, последние будут залипать в углах, образованных гребнями, ребрами и обоймой. При чрезмерном закоксованин таких ячеек, представляющих собой застойные зоны, эффективность лабиринт- ного уплотнения снизится.Цель изобретения - упрощение изготовления и повышение надежности уплотнительного узла носительно другой и занижены относительно уплотняющих гребцей. 3. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что лунки каждого ряда выполнены одинаковыми по величине и расположены в шахматном порядке по длине обоймы. Поставленная цель достигается тем, чтов лабиринтном уплотнении уплотняющиегребни образованы рядами расположенныхвдоль окружности лунок, имеющих серпо;5 видную форму в поперечном сечении обоймы и разделенных перемычками,Кроме того, глубина и (или) длина дугилунок каждого последующего ряда по ходурабочей среды выполнены меньшими относительно глубины и (или) длины дугилунок предыдущего ряда, при этом перемычки между лунками в соседних рядахсмещены относительно друг друга и занижены относительно уплотняющих гребней,При этом лунки каждого ряда могутбыть выполнены одинаковыми по величинеи расположены в шахматном порядке подлине обоймы.На фиг. 1 изображено предлагаемоелабиринтное уплотнение, продольное сечение; на фиг. 2 - то же,поперечное сечение;на фиг. 3 -- вариант с заниженными перемычками между соседними лунками относительно уплотняющих гребцей; на фиг, 4 -аксонометрическая проекция лабиринтногоуплотнения.Лабиринтное уплотнение вращающегосявала 1 содержит обойму 2, внутренняя поверхность которой снабжена уплотцнющимигребнями 3, образующими с валом 1 уплотнительцую щель 4, Уплотняющие гребни 3образованы рядами лунок 5, которые расположены вдоль окружности. В поперечномсечении обоймы 2 лунки 5 имеют серповидную форму. В каждом ряду соседниелунки 5 разделяются перемычками 6, которые в одном случае (фиг, 2) по высоте35 достигают уровня гребней 3, а в другомслучае (фиг. 3) занижены относительногребней 3, Перемычки 6 в соседних рядахсмещены относительно друг друга.Возможно выполнение уплотнения, когда40 лунки 5 каждого последующего ряда (походу рабочей среды) имеют меньшие глубину и (или) длину дуги, чем лунки 5 предыдущего ряда, Кроме того, возможно выполнение уплотнения, когда лунки 5 одинаковы по размерам, т.е. имеют одНнаковуЬглубину и длину дуги и расположены в шахматном порядке (фиг. 1) по длине обоймы.Лабиринтное уплотнение работает следующим образом.При движении вдоль щели 4 от торца 7 (сторона высокого давления) рабочая среда дросселируется на уплотняющих гребнях 3 и попадает в серповидные лунки 5. Лунки 5 препятствуют окружному перетоку рабочей среды, что повышает гидравлическое сопротивление щели 4. В уплотнении, лабиринтные гребни 3 которого образованы рядами серповидных лунок 5, не только увеличивается прочность и жесткость гребней 3, но и существенно упрощается изготовление внутренней поверхности. Из-за окружных перетоков рабочей среды в обычных лабиринтных уплотнениях возникают циркуляционные силы, вызывающие прецессионное двиЖение ротора, Конструкция предусматривает снижение окружных перетоков рабочей среды, а следовательно, и циркуляционных сил, что повышает вибронадежность узла, Исходя из конкретных условий применения данного технического решения на практике, серповидные лунки в продольном сечении обоймы 2 могут иметь самую разнообразную форму, например прямоугольную (фиг, 1), треугольную, полукруглую и т,д, Кроме того, в продольном сечении обоймы 2 лунки 5 могут быть выполнены неоднотипными и при этом могут быть наклонены навстречу потоку рабочей среды. Уплотнение, в котором уплотняющиегребни образованы рядами расположенных вдоль окружности лунок, имеющих серповидную форму в поперечном сечении обоймы, является простым в изготовлении, так как формообразование серповидных лунок реализуется стандартным инструментом на высокопроизводительном оборудовании, например на фрезерных станках с програм-мным управлением, Выполнениеглубины и (или) длины дуги лунок каждого последующего ряда меньшими, чем глубина и (или) длина дуги лунок предыдущего ряда, смещение перемычек между лунками в соседних рядах относительно друг друга, а также выполнение лунок каждого ряда одинаковыми по величине и расположение их в шахматном порядке по длине обоймы повышает жесткость и прочность уплотняющих гребней, исключает применение паяных или сварных соединений, что повышает на дежность работы уплотнения,Повышение надежности уплотнения достигается также уменьшением площади возможного касания вала и обоймы за счет занижения перемычек между соседними, лунками относительно уплотняющих гребней, при этом серповидная форма лунок создает возможность вымывания из них взвешенных частиц уплотняемой среды и не допускает закоксовывания лунок.Технико-экономическая эффекти вность 30 изобретения состоит в упрощении изготовления уплотнения и в повышении его надежности.Соста ехред И Тираж 9 дарств изобре ж - 3 нт, г. Ьутяг сче ВНИИПИ Госпо делам 13035, Москва иал ППП Пат фи. Рс р. Версс12енноготений5, РауУжго 1 ОидКорректор ВПодписноеСССРтийб., д, 4/5Проектная,комитета и откры шская на од, ул,