Уплотнение вала

 

Изобретение может быть использовано в турбомашинах различного назначения для уплотнения вращающихся валов. Цель - повышение надежности. Уплотнение содержит кольцевой уплотнительный элемент с нажимной пружиной и вращающееся уплотнительное кольцо 3, торцовая поверхность которого снабжена перегородкой 5 и рядом спиральных канавок 6 на периферии кольца, выполненных под острым углом α к направлению вращения вала и разделенных между собой ребрами 8. В ребрах 8 выполнены малоразмерные полости 9, соединенные каналами с канавками 6. Полости 9 могут соединяться каналами 10 с канавками 6 по дуге одного радиуса. Вход канала в полость 9 может располагаться на большем радиусе, чем выход из канавки 6. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 16 J 15/16

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТСРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4483865/23-29; 4600997/23-29 (22) 19.09.88 (23) 31.10.88 по п. 3 (46) 30.08.90. Бюл. № 32 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт компрессорного машиностроения и Всесоюзное научно-производственное объединение «Союзтурбогаз» (72) В. С. Марцинковский, Л. В. Черепов, В. К. Кривонос, Е. Д. Роговой и А. И. Поддубный (53) 62-762(088.8) (56) Лок К. P. В., Фон С. Дж. Сухие механические уплотнения для газовых компрессоров и аналогичного оборудования. Техническая информация фирмы «Сгапе Packing

1И», 1986, с. 2 — 3, рис. 1 — 3.

„„Я0„„1588966 А 1

2 (54) УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА (57) Изобретение может быть использовано в турбомашинах различного назначения для уплотнения вращающи хся валов.

Цель — повышение надежности. Уплотнение содержит кольцевой уплотнительный элемент с нажимной пружиной и вращающееся уплотнительное кольцо 3, торцовая поверхность которого снабжена перегородкой 5 и рядом спиральных канавок б,на периферии кольца, выполненных под острым углом а к направлению вращения вала и разделенных между собой ребрами 8. В ребрах 8 выполнены малоразмерные полости 9, соединенные каналами с канавками 6. Полости 9 могут соединяться каналами 10 с канавками 6 по дуге одного радиуса. Вход канала в полость 9 может располагаться на большем радиусе, чем выход из канавки б.

2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1588966

Изобретение относится к уплотнительиой технике и может быть использовано в турбомашинах различного назначения для уплотнения вращающихся валов.

Цель изобретения — повышение надежйости работы за счет повышения стабильности радиального слоя рабочей среды в торцовом зазоре и, соответственно, повышен ия эффективности работы за счет снижения п ерепуска газа и уплотнительной способности уплотнения.

На фиг. 1 представлена предлагаемая конструкция уплотнения вала, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — вариант испытания канавки.

Уплотнение вала содержит кольцевой . 15 уплотнительный элемент 1 с нажимной пружиной 2 и вра щающееся уплотнительное кольцо 3, торцовая поверхность 4 которого снабжена уплотнительной перегородкой 5 и рядом спиральных канавок 6 на периферии кольца 3, выполненных под острым углом и к направлению вращения вала 7 и разделенных между собой ребрами 8, причем торцовая поверхность последних снабжена закрытыми с периферии кольца 3 малоразмерными полостями 9, каждая из которых соединена поворотным каналом 10 с канавкой 6, расположенной впереди полости по ходу вращения вала. При этом полости 9 могут соединяться с каналами 10 по дуге одного радиуса (фиг. 2). Вход канала 10 в полость 9 может располагаться на большем 30 радиусе, чем выход из канавки 6 (фиг. 3).

Уплотнение вала работает следующим образом.

При работе турбомашины рабочая среда, например компримируемый газ, поступает в камеру над вращающимся 3 и неподвижным 35

1 уплотнительными элементами. При вращенйи вала перекачиваемый газ поступает в спиральные канавки 6, где при движении к центру, встречая сопротивление уплотнительной перегородки 5, сжимается с повыше- 4О нйем давления, что позволяет установить стабильную величину уплотнительного зазора 6 обычно равной 3 мкм или близкой к ней.

Стабильная величина уплотнительного торцового зазора о пбддерживается равен- 45 ством гидростатических сил, действующих на уплотнительные поверхности элементов

1 и 3, малого усилия от нажимной пружины 2 и гидродинамической уравновешивающей силой, возникающей за счет воздействия спиральных канавок 6 на рабочую среду. Для дополнительного воздействия на кольцевой уплотнительный элемент 1 часть газа, поступающего в спиральную канавку 6 по поворотному каналу 10, поступает в непроточные (закрытые с периферии) кольца 3.

В малоразмерных полостях 9 газ под действием сил трения нагревается, что приводит к увеличению его воздействия на элемент

1 за счет расширения газа при нагревании и уменьшении утечек через уплотняемый зазор.

Другим положительным моментом является синусоидальный характер воздействия температурного расширения газа в застойных зонах на величину зазора между уплотнительным элементом 1 и вращающимся кольцом 3, причем торцовая поверхность 4 кольца 3 приобретает синусоидальную форму, что повышает стабильность слоя рабочей среды в зазоре, а также надежность работы уплотнения.

При этом даже небольшие изменения уплотнительного зазора приводят к значительной неуравновешенности сил, действующих в уплотнении, что повышает нечувствительность уплотнения к колебаниям давления и к другим механическим помехам, например, осевым усилиям, так как между уплотнительными элементами 1 и 3 отсутствует прямой контакт.

Формула изобретения

1. Уплотнение вала, содержащее кольцевой уплотнительный элемент с нажимной пружиной и вращающееся уплотнительное кольцо, на торцовой поверхности которого выполнены уплотнительная перегородка и ряд спиральных канавок на периферии кольца, выполненных под острым углом к направлению вращения вала и разделенных между собой ребрами, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности работы, на торце ребер выполнены закрытые с периферии малоразмерные полости, каждая из которых соединена каналом с канавкой, размещенной перед полостью по ходу вращения вала.

2. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что канал соединяет полость с канавкой по дуге одного радиуса.

3. Уплотнение по и. 1, отличающееся тем, что канал соединяет выход из канавки, лежащий на меньшем радиусе,с входом в полость на большем диаметре..1588966 о ц фУГ2

Составитель Ю. Тольскии

Редактор М. Келемеш Техред А. Кравчук Корректор М. Самборская

Заказ 2526 Тираж 571 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент>, г. Ужгород, ул. Гагарина, 10)