Уплотнение вращающегося вала

СОКИ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУб ЛИК 16 3 15 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1065642, кл. Р 16 Л 15/44, 1984.(54) УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА(57) Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в насосах, компрессорахи турбоагрегатах. Цель изобретения -повышение демпфирующей способностии снижение протечки уплотняемой среды путем выполнения на внутреннейповерхности плавающих колец лабиринтных уплотнительных элементов.Уплотнение содержит корпус с выполненной в нем камерой, в которой уста,801293434 А новлены с уплотнительными зазорами наружное и внутреннее плавающие уплотнительные кольца, зафиксированные от окружного поворота штифтами, Внутри наружного уплотнительного кольца расположены самоустанавливающиеся колодки с фиксаторами, предотвраща" ющими окружной проворот колодок, которые установлены относительно вала с зазорами. На внутреннем плавающем уплотнительном кольце выполнен цилиндрический буртУплотнение снабжено эластичным кольцом для предварительного поджатия уплотнительных колец к торцовым поверхностям. Камера уплотнения сообщена каналом с источником затворной среды. Внутренние поверхности плавающих колец выполнены с лабиринтными камерами, В других исполнениях уплотнения на внутренних поверхностях плавающих колец установлен сотовый заполнитель или выполнены уплотняющие гребни, образованные рядами лунок, или закреплены ряды упругих элементов.з.п, ф-лы, 9 ил.34 2На внутренних поверхностях наружного и внутреннего плавающих колецмогут быть выполнены кольцевые проточки 1 б в виде средства демпфирования и герметизации - сотового заполнителя 17, образующего ячеистую структуру и охватывающего вал с кольцевымуплотнительным зазором.Средство демпфирования и герметизации может быть выполнено в видеуплотняющих гребней 18, образованныхрядами расположенных вдоль окружностилунок 19, имеющих серповидную форму впоперечном сечении плавающего кольцаи разделенных перемычками 20,Средство демпфирования. и герметизации может быть выполнено в виде рядов упругих элементов 21При этом вкольцевых проточках 16 закреплены1ряды упругих элементов 21 как прямо,так и под острым углом к направлению перетока уплотняемой среды, Крометого, ряды упругих элементов могутбыть закреплены секциями, между кото.рыми расположены разгрузочные камеры 22,Уплотнение вращающегося вала работает соедующим образом.При вращении вала и подаче в камеру затверной среды под давлением,превышающим давление уплотняемогогаза, затворная среда, дросселируясьв уплотнительных зазорах между лабиринтными гребнями и поверхностью вала, попадает в лабиринтные камеры 15,где происходит уменьшение ее скорости, что препятствует перетоку компремируемого газа и повышает демпфирующую способность уплотнения. Самоустанавливающиеся колодки 9 раскрываются,и образующиеся в зазорах междуними и валом гидродинамические смазочные клинья отделяют колодки отвала, Тыльные стороны колодок 9 оказывают давление на цилиндрическийбурт 12 внутреннего плавающего уплотнительного кольца 7 и обеспечиваютего центрирование относительно валасовместно с наружным плавающим уплотнительным кольцом б, Уплотнительныедросселирующие зазоры становятся концентричными, что обеспечивает минимальные диссипативные потери и износ.Концентрическая щель обладает мини 5 мальной протечкой, обеспечивает бесконтактный режим работы узла.При другом исполнении уплотнителявращающегося вала при вращении валан подаче в камеру затворной среды 1 12934Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в насосах, компрессорах итурбоагрегатах,Цель изобретения - повышение5демпфирующей способности и снижениепротечки уплотняемой среды путемвыполнения на внутренней поверхностиплавающих колец лабиритных уплотни,тельных элементов. 10На фиг. 1 изображно уплотнение,продольный разрез; на фиг 2 - плавающее кольцо слабиринтными камерами,продольный разрез; на фиг. 3 - тоже, с сотовым заполнителем, продольный разрез; на фиг. 4 - вид А нафиг. 3; на фиг, 5 - плавающее кольцос лунковыми ячейками, продольный разрез; на фиг, 6 - то же, с лунковымиячейками различной ширины; на фиг. 7 -20то же, с упругими элементами, продольный разрез; на фиг. 8 - то же, супругими элементами, закрепленнымипод острым углом к направлению перетока уплотняемой среды, продольный 25разрез; на фиг. 9 - то же, с упругими элементами, закрепленными секциями, между которыми расположены камеры для уплотняемой среды, продольныйразрез,30Уплотнение вращающегося вала 1содержит корпус 2 с выполненной внем камерой 3, в которой установленыс уплотнительными зазорами 4 и 5 наружное 6 и внутреннее 7плавающиеуплотнительные кольца, зафиксированные от окружающего проворота штифтами 8, Внутри наружного плавающегоуплотнительного кольца 6 расположенысамоустанавливающиеся колодки 9 с 40фиксаторами 1 О, предотвращающимиокружной проворот колодки, которыеустановлены относительно вала с зазорами 11, На внутреннем плавающемуплотнительном кольце выполнен цилиндрический бурт 12, который обращен в сторону наружного плавающегоуплотнительного кольца и охватываетсамоустанавливающиеся колодки. Уплотнение снабжено эластичным кольцом 13 50для предварительного поджатия плавающих уплотнительных колец к торцовымповерхностям. Камера уплотнения сообщена каналом 14 с источником затворной среды. На внутренней поверхности наружного и внутреннего плавающих колец выполнено средство демпфирования и герметизации в виде лабиринтных камер 15.под давлением, превышающим давление уплотняющего газа, затворная среда дросселируется в уплотнительных зазорах 4 и 5 между торцами сотового заполнителя 17 и поверхностью вала, после чего попадает в сотовые ячейки, где происходит уменьшение ее скорости, что препятствует перетоку компремируемого газа и повышает демпФирующую способность уплотнения, За полнение проточек на внутренней поверхности наружного 6 и внутреннего 7 плавающих уплотнительных колец сотовым заполнителем 17 повышает противо, - задирные свойства уплотнения, пос кольку в отличие от противозадирочного баббитового слоя сотовое уплотнение исключает возможность выплавления или прилипания, а также внедрения в противозадирный слой аб разивных частиц, которые ускоряют абразивный износ уплотняемой поверхности вала.При другом исполнении средства демпфирования и герметизации уплотняемая среда при движении вдоль вала дросселируется на уплотняющих гребнях 18 и попадает в серповидные лунки 19, которые препятствуют окружному перетоку рабочей среды, что повышает гидравлическое сопротивление щели. В уплотнении, уплотняющие гребни 18 которого образованы рядами серповидных лунок 19, не только увеличивается прочность и жесткость 35 гребней, но и существенно упрощается изготовление внутренней поверхности стандартным инструментом на высокопроизводительном оборудовании, например на фрезерных станках с прог- Ю раммным управлением. Кроме того, серповидная форма лунок создает возможность вымывания из них взвешенных частиц уплотняемой среды и не допускает закоксования лунок, а выполне ние лунок различной ширины в направлении перетока уплотняемой среды приводит к большей потере энергии уплотняемой среды и, соответственно, увеличению уплотняющего эффекта уплот нения,При исполнении плавающего кольца согласно фиг. 7-9 при вращении вала часть уплотняемой среды стремится к перетоку через уплотнение. При входе 55 в уплотнение поток уплотняемой среды распределяется между рядами упругих элементов 21, а также между упругими элементами в смежных рядах. В результате этого поток завихряется и значительно теряет скорость, Путь потокачерез уплотнение при этом значительноувеличен, поскольку поток идет поразветвленному лабиринту между рядамии упругими элементами в рядах,Наличие разветвленного лабиринтамежду упругими элементами, увеличивающего путь прохождения упло,няемойсреды в уплотнении, в сочетании сплохой обтекаемостью упругих элементов, поверхность которых представляетповерхность цилиндра, относящегося кплохо, обтекаемым телам, позволяет использовать это уплотнение при большихперепадах давления. Особенно эффективно применение такой конструкции при работе в двухфазных средах, поскольку силы внутреннего трения в них значительновыше, поэтому даже умеренное различие вскоростях компонентов среды обусловливает значительную диссипацию энернии, что еще в большей степени снижает скорость уплотняемой среды и утечкуУплотнение обладает также способностью саморегулирования, При увеличении перепада давления зазоры уменьшаются вследствие увеличения угловнаклона упругих элементов под действием сил давления уплотняемой среды,Формула из обре те ния1. Уплотнение вращающегося вала по авт.св, У 1065642, о т л и ч. а ющ е е с я тем, что, с целью повышения демпфирующей способности и снижения протечек уплотняемой среды, на внутренней поверхности плавающих колец выполнено средство демпфирования и герметизации.2. Уплотнение по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что средство демпфирования и герметизации выполнено в виде лабиринтных камер3. Уплотнение по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что на внутренней повЕрхности плавающих колец выполнены кольцевые проточки, а средство демпфирования и герметизации выполнено в виде сотового заполнителя, образующего ячеистую структуру, расположенного в кольцевых проточках и охватывающего вал с кольцевым зазором.4. Уплотнение по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что средство демпфирования и герметизации выполне 5 12 но в виде уплотняющих гребнев образованных рядами, расположенных вдоль окружности Лунок, имеющих серповидную форму в поперечном сечении кольца и разделенных перемычками.5. Уплотнение по п. 4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что ширина лунок каждого последующего. ряда по ходу перетока рабочей среды выполнена уменьшающейся к центру каждого из плавающих колец, а затем увеличивающейся к выходу из обоймы до первоначальных размеров,6. Уплотнение по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что средство демпфирования и герметизации выполне15 8. Уплотнение по п. 6, о т л ич а ю щ е е с я тем, что ряды упругих элементов закреплены секциями, а между ними расположены разгрузочные камеры. 93434но в виде упругих элементов, а на внутренней поверхности плавающих колец выполнены кольцевые проточки, в которых размещено упомянутое сред ство.7, Уплотнение по п. 6, о т л и"ч а ю щ е е с я тем, что ряды упругих элементов закреплены под острым углом к направлению перетока уплот няемой среды.1293434 бог.Составитель Г. Щуре ая Техред И.Попович Зимикосо Веселов орре к да 66/39 Подписное Тираж ак ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4 ктная,Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул