Уплотнение вала

 

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть непользовано ъ насосостроении и компрессоростроении. Цель изобретения - .повышение надежности герметизации и снижение протечки. Уплотнение вала I содержит установленную в корпусе 2 втулку 3, которая охватывает вал с дросселирующим зазором 4, образован ным коническими поверхностями вала 1 и втулки 3 и имеющим конфузорную форму. Конические участки вала 1 и втулки 3 выполнены с уменьшением диаметра в сторону зоны Б низкого давлении . Сопряженные поверхности корпуса 2 и втулки 3 выполнены ступенчатыми и образуют между собой кольцевую камеру 5, соединенную каналами 6 с зазором 4. Устройство г; абжено средством осевого нагружети- .-- втулки 3 в сторону зоны А, которое может быть выполнено в виде упругого элемента 8 или дополнительной разгрузочной камеры, соединенной каналом с зоной Б или снабженной дренажным каналом . 2 з.п, ф-лы, 2 ил. (С (Л 05 оо Јь СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (g1) g F 16 J 15/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4624644/29 (22) 26 12а88 (46) 15 ° 03 ° 91 ° Бюль 1(- 10 (71) Сумский филиал Харьковского политехнического института им.В.И,Ленина (72) А,Н,Гулый, В,.А,Марцинковский, .И,С,Бережной, А,А ° Áàøêèíà, Ю,А Кибец и:И,В ° Áoðîâèê (53) 62-762(088,8) (56) Авторское свидетельств .> (,,Cp

11 667745, клв F 16 Л 15/44, 1977. (54) У1ШОТНЕИИЕ ВАЛА (57) Изобретение относится к уплотнительной технике и может быт» нспользовано в насосостроении и комп™ рессоростроении, Цель изобрете.ия ловышение надежности герметизации и снижение протечки» Уплотнение вяла 1

„„SU» 16 4 10 А1

2 содержит установленную в корпусе 2 втулку 3, которая охватывает вал с дросселирующим зазором 4, образованным коническими поверхностями вала

1 и втулки 3 и имеющим конфузорную форму Конические участки вала 1 и втулки 3 выполнены с уменьшением дна» метра в сторону зоны Б низкого дав» ленин ° Сопряженные поверхности корпуса 2 и втулки 3 выполнены ступенчатыми и образуют между собой кольцевую камеру 5, соединенную к аналами

6 с зазором 4, Устройство снабжено средством осевого Hp-гружеь.:: втулки

3 в сторону зоны А, которое может быть выполнено н виде упругого элемента 8 или дополнительной разгрузочной камеры, сосдиненной каналом с зо ной Б или снабженной дренажным каналом. 2 з.п, ф-лы, 2 ил, 1634910

Изобретение относится к уплотнительной технике, в «acтности к бесконтактным уплотнениям валов, и ма» жет быть использовано в насасостроении и компрессорастраении °

Цель изобретения - повышение надежности герметизации и снижение протечки»

На фиг,1 изображено предлагаемое уплотнение, продольный разрез; на фиг,2 - то же, пример исполнения с дополнительной камерой между корпусом и втулкой, Уплотнение вала 1 содержит установленную в корпусе 2 с возможностью осевого перемещения и герметично сопряженную с этим корпусом втулку

3, разделяющую зону А высокого и зону Б низкого давлений Втулка 3 охва-2р тывает вал 1 с дросселирующим заза» ром 4, который образован коническими поверхностями вала I и втулки 3, вы палненными с уменьшением диаметра в сторону зоны А, при этом зазор рас- 25 ширяется в сторону зоны А ступенчаТо за счет выполнения охватывающей вал 1 поверхности втулки 3 ступенчатой (фиг.1) или конфузорно эа счет выполнения охватывающей вал 1 поверх- 30 ности втулки 3 и ахватываемай втулкой 3 поверхности вала разной конусности (фиг,2). Сопряженные наружная поверхность втулки 3 и внутренняяя поверхность корпу са 2 выполнены 35 ступенчатыми с уменьшением диаметра в сторону зоны Б и образуют между собой кольцевую Y«ìåðó 5, сообщеH» ную выполненными во втулке 3 каналами 6 с зазором 4 ° Сопряжения втулки 40

3 с корпусом 2 герметизированы уплат» нитечьными элементами 7 ° Уплотнение снабжена средством создания уравновешивающей осевой нагрузки на втулке

3 в виде пружины 8 (фиг.1) или до- 45 палнительнай кольцевой камеры 9, образованной выполненными ступенчато сужи вающими ся ат средней ч ас ти втулки 3 в сторону зоны Л сопряженными поверхностями корпуса 2 и втулки 3, 5р причем в корпусе 2 выполнен канал 10 соединяющий камеру 9 с зоной Б, или дренажный канал (не показан) .

Уплотнение вала работает следую щим образам, 55, При подаче рабочей среды устанавливаются следующие давления: в зоне

А - давление Р<, в камере 5 - давление Р<, в чане Б — д пление Р>, причем Р ) Р > Р, Тогда сила, действующаяя на Bò÷èiêó 3 со стороны зоны A высокого давления (герметизируемой полости), равна F < — — P S <, где S < про . кция поверхности торца втулки 3, воспринимающей давление Р на плоскость, перпендикулярную оси вала I °

Сипа, действующая на втулку 3 со стороны кольцевой камеры 5, равна

Р> S<у Где S < проекция поверх но сти втулки, во споинимающей давл ение Р, на ту же плоскость. Сила, действующая со стороны зоны Б низкого давления, равна Fy = P S, где S — проекция поверхности втулкй 3, воспринимаяцей давление Р . Сила, действующая на втудку 3 со стороны дросселирующего зазора 4 равна ГФ = f5рц х

5 х dS<, где P - переменное по длине давление в дросселирующем зазоре 4, Обозначим силу упругости пружины 8

F . Тогда уравнение статического равновесия втулки 3 в направлении оси вращения можно записать как F< = F< +

+ F + Г,1+ F .

В начальный момент под воздействием силы F I > Fg + Рэ + Fq + F со стороны герметизируемай полости А втулка 3 перемещается в сторону зоны

Б низкого давления, При этом происходит уменьшение проходного сечения и увеличение конфузорности драсселирующего зазора 4, в результате чего благодаря наличию каналов 6 вазрастаег давление Р, а следовательно, и сила F> = Р ° Sz Кроме того, возрастают сичы Р и F Процесс перемещения втулки 3 продолжается да тех пор, пок а не установится c I ë òè«åñêîå равновесие при необходимых радиальной величине и форме дросселирующего зазора 4, При продолжительнои работе возможен износ (например, при попадании абр аз и вных частиц ) по верх но стей втулки 3 и вала 1, образующих дросселирующий зазор 4„Особенно интенсивно износу подвергается участок втулки 3, расположенный со стороны зопы Б низкого давления, где проходное сечение драс селиру юшего зазора

4 минимально, При увеличении проходного сечения на этом участке вслед» ствие изно са происходит падение давления в зазоре 4, а с«едовательно, и падение давления Р и нарушается условие статиче ского ранна песин втул ки 3, что вызывает ее пятам..ти«еское перемещение в сторону «а п Б низкого

1634910. 1 а Уплотнение ва. =., соцер;«, хчраэделяющую зоны высс ногo и;-.! коl o давлений герметично cor«p>o- « .ук с корпусом с воэможност,к-,."е:,«го пе35 давления до Во сс тано вл ения с татич е ского равновесия. В результате происходит восстановление заданных формы и размера дросселирующего з азора 4

Это повышает надежность и долговечность уплотнения и снижает протечки °

В случае, когда функцию элемента

8 выполняет дополнительная раэгру «очная камера 9, уплотнение работает 10 аналогично, Уравнение статического равновесия втулки 3 имеет вид

F 1 + F< F< + F> + Р4,где Р =Р Б

S — проекция поверхно сти втулки 3, 5 воспринимающей давление Р в дополни- 15 тельной разгрузочной камере 9, на перпендикулярную оси вала плоскость °

Выполнение условий статического равновесия втулки 3 при Р «) Fz обуславливается тем, что S <

Таким образом, предлагаемая конструкция уплотнения обе спечи воет снижение протечек в процессе продолжительной работы за счет с аморе гулирования величины зазора, повышение 25 надежности за счет улучшения упругодемпферных свойств уплотняемого уэлл в процессе эксплуатации, а также повышение долговечности за счет саморегулирования конфу.d or но "«r«op i u 30 величины дросселируюше«о .«, з.>р,. при продолжит ел ьно и р або те

Формул а и э о бр ремещения втулку, охватывающую ва«..с дросселирующим зазором, расширяющимся в сторону зоны BblcoKOI давления, причем образующие этот зазор поверхности вала и втулки выполнены коническими с уменьшением диаметра в сторону зоны высокого давления, а также средство создания уравновешивающей осевой нагрузки на втулку, направленной в сторону зоны высокого давления, отличающееся тем,что, с целью повышения надежности герметизации и снижения протечки, сопряженные поверхности кОрпуса и втулки выполнены ступенчатыми, суживающимися в сторону эоны низкого давления, при этом между уступами корпуса и втулки образо вана кольцевая камера, соединенная вь«полненными во втулке каналами с дросселирук«щим зазором

2 ° Уплотнение по и ° 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что средство создания уравновешивающей осевой нагрузки на втулку выполнено в виде дополнительной кольцевой камеры между корпусом и втулкой, образованной вы» полненными ступенчатыми, суживающимися or средней части втулки в сторону эо«п« високого давления сопряженными поверхностями корпуса и втулки, при этом в корпусе выполнен канал, сос-,тн««яющий эту камеру с зоной низкого да 1«че««ия „или дренажньп«канал, 3. У. .т,. - п..l и 2, о тн ч а ю щ е е я тем, что втулка

««од «ружинена в с".- рону герметизируе» моп полос ги