Подшипниковый узел коленчатого вала компрессора

 

Использование: в компрессоростроении, может быть использовано для гермитизации подшипниковых узлов коленчатых валов компрессоров, предназначенных для сжатия природного газа. Сущность изобретения: создание надежного и долговечного подшипникового узла, обеспечивающего полную герметичность при повышении перепада давлений. Подшипниковый узел содержит корпус, в котором на конце вала установлены подшипники качения и уплотнительное устройство, включающее уплотнительное графитовое кольцо и эластичную манжету. Уплотнительное кольцо размещено между торцевыми поверхностями радиальных буртов, выпоненных на концах втулок, одна из которых вращается вместе с валом, а вторая, охватывающая вращающуюся втулку с гарантированным зазором, закреплена в крышке корпуса от проворота и поджата упруго в осевом направлении. Манжета закреплена в крышке и охватывает вращающуюся втулку. Уплотнительное графитовое кольцо имеет наружный и внутренний бурты, причем внутренний бурт выполнен с сегментными выемками. Герметичная полость, образованная втулками, корпусом крышкой и манжетой, сообщена с линией вентиляции подшипникового узла. 3 ил.

Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано для герметизации подшипниковых узлов коленчатых валов компрессора для сжатия природного газа.

Известен подшипниковый узел коленчатого вала поршневого компрессора, содержащий корпус с крышкой и установленные на конце вала подшипник качения и уплотнительное устройство, включающее уплотнительное кольцо, насаженное на вращающийся вал и зажатое между вращающимcя вместе с валом сильфоном и неподвижной втулкой [1] К недостаткам известного устройства относится его усложненность, низкий ресурс в связи с интенсивным износом уплотнительного кольца, невозможность полного исключения прорыва газа, находящегося под высоким давлением, в окружающее пространство.

Известны торцевые уплотнения, используемые в подшипниковых узлах, содержащие кольца пары трения, установленные во вращающейся и аксиально подвижной обоймах [2] Известные уплотнения не могут обеспечивать при высоких давлениях газа гарантию полной герметичности подшипникового узла.

Цель изобретения состоит в создании надежного при длительной эксплуатации при больших перепадах давлений подшипникового узла коленчатого вала поршневого компрессора.

Это достигается тем, что подшипниковый узел коленчатого вала содержит корпус с крышкой, подшипники качения и уплотнительное устройство, которое включает в себя графитовое уплотнительное кольцо, зажатое между буртами двух втулок. Одна из них вращается вместе с валом, а вторая зафиксирована от проворота в крышке и подпружинена в осевом направлении.

Между втулками имеется гарантированный радиальный зазор. Бурт наружной втулки имеет сферическую поверхность, и в нем выполнена кольцевая канавка, в которой установлено упругое кольцо. Графитовое кольцо выполнено с наружным и внутренним буртами. Внутренний бурт графитового кольца имеет равномерно размещенные по окружности сегментные выемки.

Кроме того, в крышке узла установлена упругая манжета, рабочая кромка которой охватывает наружную поверхность вращающейся вместе с валом втулки, которая вместе с крышкой, корпусом и наружной втулкой образует герметичную полость, сообщенную с линией вентиляции подшипникового узла.

На фиг. 1 изображен подшипниковый узел; на фиг.2 уплотнительное графитовое кольцо; на фиг.3 вид А на фиг.2.

Подшипниковый узел содержит корпус 1, в котором на конце коленчатого вала 2 установлены подшипники качения 3 и 4; крышку 5, в которой установлена манжета 6; втулку 7, закрепленную посредством шпонки 8 на валу 2; втулку 9, закрепленную от проворота в крышке 5, и графитовое кольцо 10, размещенное между торцевыми поверхностями кольцевых радиальных буртов 11 и 12, выполненных на концах втулок 7 и 9 соответственно. Втулки 7 и 9 установлены с радиальным зазором 13 и поджаты буртами друг к другу в осевом направлении пружиной 14. Рабочая кромка манжеты 6 охватывает втулку 7 на противоположном ее конце и ограничивает полость 15, образованную втулками 7 и 9, корпусом 1 и крышкой 5 и сообщенную посредством канала 16 (на чертеже показан условно) с линией вентиляции подшипникового узла. Наружная поверхность бурта 12 выполнена сферической и имеет кольцевую канавку 17, в которой установлено упругое кольцо 18.

Графитовое кольцо 10 имеет наружный 19 и внутренний 20 бурты. Бурт 20 выполнен с равномерно размещенными по окружности сегментными выемками 21.

При работе компрессора вал вращается вместе с втулкой 7, при этом уплотнительное кольцо 10, установленное на валу и поджатое к торцам вращающегося и неподвижного буртов втулок 7 и 9, вращается с усредненной скоростью, при этом уплотнение осуществляется по поверхностям контакта кольца с торцами буртов. Благодаря наличию сегментных выемок во внутреннем бурте уплотнительное кольцо 10 подвергается меньшему износу.

В случае каких-либо протечек газа между торцами буртов втулок и уплотнительным кольцом они собираются в герметично закрытой полости 15 и отводятся в линию вентиляции подшипникового узла.

Конструкция подшипникового узла позволяет повысить надежность работы при повышенных перепадах давлений, обеспечить полную герметичность подшипникового узла, а также увеличить его долговечность.

Формула изобретения

ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА КОМПРЕССОРА, содержащий корпус с крышкой, установленные на конце вала подшипники качения и уплотнительное устройство, включающее закрепленную в крышке манжету и графитовое кольцо, установленное с возможностью вращения и размещенное между торцевыми поверхностями кольцевых радиальных буртов, выполненных на концах установленных с радиальным зазором относительно друг друга наружной и внутренней цилиндрических втулок и поджатых друг к другу в осевом направлении, причем внутренняя втулка закреплена на валу, а наружняя втулка зафиксирована от проворота в крышке, отличающийся тем, что подвижное графитовое кольцо выполнено с наружным и внутренним буртами, причем внутренний бурт, контактирующий с внутренней цилиндрической втулкой, выполнен с равномерно размещенными по окружности сегментными выемками, а наружная поверхность радиального бурта наружной втулки выполнена сферической с кольцевой канавкой для размещения упругого уплотнительного кольца, при этом наружная поверхность внутренней втулки охвачена рабочей кромкой манжеты с образованием замкнутой полости, сообщенной с линией вентиляции подшипникового узла.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3