Уплотнение вращающегося вала

.ЯО 139766 44 -16 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТ АВТОРСКОМУ С 16222/25-08(54) УПЛОТНЕ (57) Изобрет тельной техн повышение э за счет обр и валом сту ра. Уплотне установленн НИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛАение относится к уплотике. Цель изобретенияффективности герметизацзования между пластинамиенчатого винтового зазие состоит из корпусаыми в нем плавающими к иоль ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ цевымн пластинами, охватывающими вали образующими с ним внутренними цилиндрическими поверхностями ступенчатый винтовой зазор. Заданное положе-ние пластин обеспечено фиксирующимиэлементами. На валу может быть установлен пакет дополнительных пластинс радиальным смещением наружных цилиндрических поверхностей. Повьппениеэффективности герметизации обусловлено уменьшением площади сечения за"зора между валом и пластинами и дополнительного сопротивления, создаваемого движением потока утечки по винтовому зазору с циклическим изменением площади сечения, 3 з.п. ф-лы,4 ил.Изобретение относится к уплотнительной технике.Цель изобретения - повышение эффективности герметизации за счет образования между пластинами и валомступенчатого винтового зазора.На фиг. 1 изображено предлагаемоеуплотнение; на фиг. 2 - разрез А-Ана фиг. 1 на фиг, 3 - уплотнение с 10дополнительными пластинами на валу;на фиг. 4 - то же, с пластинами, выполненными с профильными поверхностями, неконцентричными валу.Уплотнение состоит из корпуса 1 15с установленными в нем плавающимикольцевыми пластинами 2, охватывающими вал 3 с радиальным зазором 4.Положение кольцевых пластин 2 зафиксировано бандажом 5, охватывающим 20их по наружному диаметру, и штифтами6. Внутренние цилиндрические поверхности кольцевых пластин 2 расположены эксцентрично относительно вала 3с различным направлением радиального 25смещения каждой пластины, причем направление смещения их осей со сторонывысокого давления последовательноизменяется противоположно направлениювращения вала. Фиксирующие элементы 3 Овыполнены в виде цилиндрической илибраслетной пружины, установленнойпо винтовой линии. На валу установлены дополнительные пластины 7 с эксцентричными наружными цилиндрическими поверхностями, сопряженными с зазором 4 с соответствующими внутренними поверхностями пластин 2, причем. направление последовательного радиального смещения наружных цилиндри Оческих поверхностей дополнительныхпластин со стороны высокого давлениясовпадает с направлением вращениявала. На кольцевых пластинах 2 выполнено по одной профильной поверхности 8, неконцентричной валу, при этомкаждая из пластин контактирует этойповерхностью с фиксирующим элементом,который установлен на соседней состороны высокого давления пластине.Уплотнение работает следующим образом.При течении уплотняемой жидкостичерез радиальный зазор 4 между кольцевыми пластинами 2 и валом 3, кото 55рый имеет сложную пространственнуюформу, происходит падение давленияот величины Р до Р, . Сопротивлениетечению обусловлено, во-первых,уменьшением площади проходного сечения рабочей щели за счет перекрытия части кольцевого зазора при относительном эксцентричном ориентировании внутренних расточек сопрягаемых кольцевых пластин; во-вторых, последовательное смещение осей рас-, точек создает движение потока утечки по цилиндрической винтовой линии с циклическим изменением площадисечения зазора, которое дополнительно создает гидравлическое сопротивление. В общем виде рабочий зазор представляет собой дискретную винтовую поверхность, составленную из конечного числа цилиндрических эксцентричных участков, и упрощенно работу конструкции можно сравнить с лабиринтно-вихревым импеллером, Однако при определенных условиях может преобладать не вихревая природа сопротивления, а вяэкостный гидродинамический насосный эффект. При вращении вала 3 жидкость, находящаяся в зазоре 4, увлекается по окружности силами вязкости в его конфузорную часть, вызывая эффект гидродинамического повышения давления, аналогичный появлению несущего масляного клина в подшипнике скольжения. Участок с наибольшим гидродинамическим давлением, в зазоре каждой из кольцевых пластин, оказывается открытым со стороны уплотняемого статического давления и приводит к нагнетанию части рабочей жидкости против осевого направления основного потока утечки. Со стороны низкого давления эта область оказывается ограниченной торцовой поверхностью смещенной соседней кольцевой пластины. В противоположной диффузорной части зазора происходит обратное явление - жидкость натекает в область гидро- динамического разрежения со стороны низкого гидростатического давления также противоположно потоку утечки, Таким образом, достигается дополнительное уменьшение утечки через уплотнение. Выполнение кольцевых пластин плавающими обеспечивает их само- установку при радиальных колебаниях вала или попадании в зазор посторонних частиц. Абсолютная величина зазора каждой иэ пластин в конструкции может быть больше, чем в обычном уплотнении плавающего типа, так как это компенсируется их взаимным экс30 з13976 центричным смещением. В случае применения бандажа,в виде винтовой цилиндрической пружины или браслетной пружины, установленной по винтовой линии, необходимую конфигурацию зазора получают упругим смещением колец с концентричной расточкой. При этом обеспечивается компенсация износа колец в работе и упрощается их из готовление, При установке на валу дополнительных пластин 7 к силам вязкости добавляется динамическое воздействие эксцентрично вращающихся цилиндрических поверхностей этих 15 пластин, которое значительно интенсифицирует процесс динамического противодавления, усиливает насосный эффект. При выполнении на пластинах 2 профильных поверхностей 8 фиксиру ющие элементы, воспринимающие момент трения и фиксирующие пластины от проворота, установлены по одному на каждой из пластин 2 и входят в защепление с этими профильными неконцентрич ными оси вала поверхностями 8, и смещение пластин происходит под действием сил жидкостного трения от вращения вала и сил реакции от контакта элементов 6 с поверхностями 8. Для обеспечения последовательного изменения направления смещения пластин каждая из них контактирует по поверхности 8 с элементом 6, установленным на соседней со стороны низкого давления пластине,Предлагаемая конструкция позволяет повысить герметичность лабиринт- ного уплотнения за счет уменьшения площади проходного сечения кольцево го зазора и образования интенсивного гидродинамического сопротивления, а также увеличить долговечность узла путем упругой установки кольцевых пластин, обеспечивающей компенсацию 45 их износа и надежность работы на жидкостях, содержащих абразивные включения. Формула изобретения1. Уплотнение вращающегося вала,содержащее установленный в корпусепакет кольцевых пластин с эксцентричными валу внутренними цилиндрическимиповерхностями, сопряженных торцамии связанных между собой фиксирующимэлементом, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения эффективности герметизации за счет образования между пластинами и валом ступенчатого винтового зазора, пластиныустановлены с последовательно изменяющимся вдоль вала направлениемрадиального смещения внутренних поверхностей со стороны высокого давления, противоположно направлению вращения вала2, Уплотнение по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что фиксирующийпластины элемент выполнен в видевитой цилиндрической или браслетнойпружины, установленной по винтовойлин ии,Ф3. Уплотнение по пп, 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что на валу установлены дополнительные кольцевые пластины с эксцентричными наружными цилиндрическими поверхностями,сопряженными с зазором с соответствующими внутренними поверхностямипластин, размещенных в корпусе, причем направление последовательного радиального смещения наружных цилиндрических поверхностей дополнительныхпластин со стороны высокого давлениясовпадает с направлением вращения -вала,ч. Уплотнение по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что на кольцевых пластинах выполнено по однойпрофильной поверхности, неконцентричной валу, при этом каждая из пластин контактирует этой поверхностьюс фиксирующим элементом, который установлен на соседней со стороны высокого давления пластине.