Уплотнение вала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11) 1)5 Г 16 Л 15/34 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 4383239/23-29 (22) 23,0288 (46) 07.02.90. Бюл. Ф 5 (71) Всесоюзный научно-исследовательский конструкторско-технологический институт компрессорного машиностроения им. М.В, Фрунзе (72) В,Р. Пшик, В.С. Марцинковский, Л.В. Черепов и В.А. Марцинковский (53) б 2,762(088,8) (56) Уплотнения и уплотнительная техника. Справочник. - М.; Машиностроение, 1986, с. 267, рис. 8,35. (54) УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА (57) Изобретение относится к областиЮ77 8 4 1 фф уплотнительнои техники, а именно кторцовым уплотнениям валов, к можетбыть использовано для уплотнениявращающихся валов насосов, турбини компрессоров. Цель изобретения -увеличение надежности уплотнения засчет повышения динамической устойчивости уплотнительного кольца и саморегулирования зазора трения. Поверхность вращающегося уплотнительногокольца 2 снабжена камерами б каплевидной формы, сориентированными понаправлению вращения, при этом ихформа и поперечное сечение подобраньтаким образом, что объем затворной41451 5 15Кроме того, вращающееся уплотнительное кольцо 2 может быть снабжено лопатками 17, выход которых расположен в полости 18, сообщенный с источником затворной среды, например, в виде емкости (не показана) и с камерой 19 подвода затворной среды.Уплотнение вала работает следующим образом.При вращении вала 1 затворная среда от источника с давлением, несколько превышающим давление уплотняемого газа, подается в камеру 19, а из нее по питающим каналам 7 в камеры 6 и по каналам 9 в кольцевую канавку 8. Поскольку число питающих каналов 7 меньше числа камер 6, а размеры кольцевой канавки 8 и каналов 9 невелики, то усилие от давления затворной среды недостаточно для раскрытия торцового стыка. С началом вращения вала 1 при совмещении питающего канала 7 и камеры 6 давление в ней повышается до максимума. При прохождении камерой 6 участка торцовой поверхности между питающими каналами 7 давление уменьшается со скоростью, зависящей от плотности затворной среды, величины зазора 16 и других факторов. Одновременно затворная среда, попавшая в камеры 6, под действием центробежной силы устремляется к периферии вращающегося уплотнительного кольца 2, преодолевая сопротивление конфузорной щели зазора 16.Кроме того, боковые поверхности карманов выполнены так, что при вращении кольца стенки карманов действуют на затворную среду, как лопатки центробежного насосного или компрессорного колеса, при этом создается перепад давления, под действием которого жидкость устремляется от центра к периферии.Форма и поперечное сечение камер 6 подобраны таким образом, что объем затворной среды с увеличением диаметра уменьшается. Этим обеспечивается динамическая устойчивость вращающегося уплотнительного кольца 2. При вращении в уплотнительном стыке между уплотнительными кольцами 2 и 4 действуют гидростатические и гидродинамические силы, стремящиеся раскрыть уплотнительный стык. В то же время на аксиально подвижное уплотнительное кольцо 4 действуют силы, стремящиеся закрыть этот стык. К этим силам относятся гидростатическая1 сила от давления затворной среды вкамере 19 и сила сжатия пружин 13,5а также гидростатическая сила от давления уплотняемой среды, 1541451меньше осевой зазор 16 и чем больше частота вращения вала 1.Устойчивая работа уплотнения вала имеет место в случае, если элементарный объем затворной среды, заключенный между уплотнительньюи кольца-. ми 2 и 4, в сумме с элементарными объемами камер 6 с треугольной формой сечения при приращении радиуса 1 О уменьшается согласно соотношению 2 Тт 4+ - ЬЬ и 7 27 г;,3 +11+ 2 ЬЬ 11 пьопределяемому по расчетной схеме(фиг, 4).Формула изобретения1. Уплотнение вала, содержащее вращающееся уплотнительное кольцо, на поверхности трения которого выполнены изолированные камеры, сооб щающиеся с областью повышенного давления каналами, выполненными в невра"щающемся уплотнительном кольце, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения надежности путем повышения динамической устойчивостиуплотнения, поверхность трения невращающегося уплотнительного кольцаснабжена кольцевой полостью с наружным диаметром меньшим, чем диаметррасположения изолированных камер,сообщенной с областью повышенногодавления, а изолированные камеры вы/полнены каплевидной формы и сориентированы по направлению вращения, приэтом суммарная площадь окружного сечения изолированных камер и зазорамежду уплотнительными кольцами уменьшается к периферии уплотнительных колец,2. Уплотнение вала по п. 1, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что изолированные камеры в окружном сечениивыполнены треугольной формы, с глубиной, уменьшающейся к периферии уплотнительного кольца.