Конструктивный элемент, устанавливаемый на вал силовой лопастной машины для преобразования энергии потока среды в механическую

Изобретение относится к конструктивному элементу, который предназначен для установки на валу силовой лопастной машины и который образует зазор для ограниченного прохода среды потока. Устройство включает секцию (2), выполненную в виде втулки, которая должна устанавливаться на валу силовой машины. Внешняя периферия втулки имеет выемку (4) для размещения кольца (5). Во время работы кольцо (5), которое частично окружено стенками выемки (4) по торцам по окружности в форме кольца, образует осевой просвет со стенками выемки (4) в форме кольца по окружности и образует радиальный просвет с основанием выемки и удерживается посредством фрикционного контакта жесткой стенкой (1), окружающей кольцо (5). Для того чтобы уменьшить износ колец, изготавливаемых из мягкого пластичного материала, формируется выемка в жесткой стенке (1), окружающей торцы кольца (5), которые свободны от стен втулочно-образной секции. Одно из боковых ограничений выемки (4) образуется трубообразной частью (7), соединенной с жесткой стенкой (1) с возможностью разъема. Конструкция устройства позволяет увеличить срок службы. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Предметом изобретения является конструктивный элемент, устанавливаемый на вале силовой лопастной машины для превращения энергии потока среды в механическую, который образует зазор для ограниченного прохода среды потока, имеющий секцию, выполненную в виде втулки, которая устанавливается на вале силовой лопастной машины для превращения энергии потока среды в механическую. Наружная поверхность секции имеет выемку для кольца, при этом кольцо частично окружено на его торцах стенками выемки, имеющими форму кольца во время работы силовой лопастной машины для превращения энергии потока среды в механическую таким образом, что

а) образуется осевой зазор со стенками в форме кольца выемки и образуется радиальный зазор с основанием выемки;

б) удерживание осуществляется посредством фрикционного контакта с жесткой стенкой, окружающей кольцо.

Конструктивный элемент этого типа уже был описан в DE 10038586 А1 и DE 10062204 А1. Там он служил в качестве разгрузочного поршня в устройстве для балансировки осевого усилия или в качестве уплотнительной втулки в уплотнении вала. Общей чертой обоих применений было то, что использовалось эластичное кольцо с прорезями, которое слегка расширялось во время работы силовой машины для превращения энергии потока среды в механическую, путем оказываемого давления, прижималось к внутренней стенке корпуса и фиксировалось таким образом. Однако данное изобретение относится не только к конструктивным элементам с кольцами с прорезями, а является также пригодным для применения в замкнутых кольцах. Независимо от конструкции, кольца, изготовленные из мягкого пластичного материала, в результате стоят перед проблемой того, что их граничные зоны на одной стороне постепенно запрессовываются в просвет между поршнем или втулкой, установленными на вале, и окружающим отверстием корпуса под влиянием давления, действующего на них. Это приводит в результате к увеличению износа кольца и риску уменьшения уплотняющего действия.

Целью данного изобретения является исключить указанный износ и тем самым увеличить срок службы кольца и тем самым также конструктивного элемента, описанного во вводной части описания.

В соответствии с изобретением поставленная цель достигается тем, что формируется выемка в жесткой стенке, окружающей кольцо, которая окружает торцы кольца, свободные от стенок секции, выполненной в виде втулки. При этом одно из боковых ограничений уступа формируется секцией в виде трубы, соединенной с возможностью разъема с жесткой стенкой.

В результате, в конструкции в соответствии с изобретением кольцо окружено со всех сторон; поэтому не остается никакой выемки, в которую могло бы смещаться кольцо.

Для того чтобы сделать возможным передвижение замкнутого кольца на его положение внутри поршня или втулки на стороне вала устанавливается ограничительное кольцо, соединенное с возможностью разъема с поршнем или втулкой, на той стенке выемки указанной части, которая расположена напротив секции в виде трубы. Разумеется, что возможно этим путем также устанавливать эластичное кольцо, которое отделено продольно пролегающим зазором. Однако при меньших затратах на секции, выполненной в виде втулки со стороны вала, оно также может быть расширено и надвинуто на одну из боковых стенок секции, выполненной в виде втулки.

Особое преимущество изобретения состоит в том, что весь элемент, включая окружающую стенку, которая в данном случае также формируется втулкой, может быть собран вовне силовой лопастной машины для превращения энергии потока в механическую, из изготовленных по отдельности деталей в готовый к монтажу патрон.

Изобретение должно с преимуществом применяться, прежде всего, в качестве устройства для балансировки осевого усилия или в качестве уплотнения вала.

Изобретение объясняется более подробно на примере двух примеров исполнения изобретения.

На чертежах:

Фиг.1 показывает в разрезе изображение элемента, который имеет конфигурацию патрона, устанавливаемого в эластичном кольце, разделенном в осевом направлении прорезью.

Фиг.2 показывает в разрезе изображение патрона, который в значительной степени сходен с Фиг.1, у которого имеется замкнутое кольцо.

Патроны, показанные на Фигурах 1 и 2, служат в качестве разгрузочных поршней в устройствах для балансировки осевого усилия. Общей чертой обоих выполнений является втулка 1, которая должна устанавливаться прочно на скручивание и несдвигаемо в корпусе лопастного насоса (не показано). Остальные части элементов введены в каждом случае во втулку 1. Другой элемент, выполненный в виде втулки, поршень 2 или 3, должен устанавливаться на вале (не показано) лопастного насоса.

При выполнении в соответствии с Фигурой 1 поршень 2 имеет выемку 4, в которую вводится поршневое кольцо 5. Поршневое кольцо 5 состоит из эластичного материала и разделяется пролегающей по оси прорезью (не показано). Благодаря эластичности и разделению оказывается возможным надвигать поршневое кольцо 5 на боковую стену 6 поршня и вводить его в канавку выемки 4. На той стороне патрона, которая находится напротив боковой стены 6, располагается трубообразное стопорное кольцо 7, которое вставляется во втулку 1 после введения поршня 2 и поршневого кольца 5, и прикрепляется к втулке 1 болтами 8. Стопорное кольцо 7 выполняет две функции: во-первых, оно удерживает патрон в скрепленном виде, во-вторых, оно препятствует расширению поршневого кольца 5 в зону между поршнем 1 и втулкой 2, в результате чего устраняется постепенный износ в зоне имеющегося зазора в конструкции, известной из уровня техники.

При выполнении в соответствии с Фигурой 2 поршень 3 имеет уступ 9, на который надвигается замкнутое поршневое кольцо 10. Для того чтобы сформировать полную выемку, в которой удерживается поршневое кольцо, к открытой стене поршня 3, то есть напротив стопорного кольца 7, прикрепляется ограничительное кольцо 12, скрепленное с поршнем 3 посредством болтов 11. Стопорное кольцо 7 и болты 8 соответствуют выполнению по Фигуре 1.

Существует также модификация, в которой вместо патрона, готового к установке, используется втулка, которая скрепляется с корпусом силовой лопастной машины для превращения энергии потока среды в механическую и соединяется с другими частями элемента только в корпусе. Данное изобретение, тем не менее, используется также в выполнении этого типа, которое представляется менее предпочтительным.

Хотя она и служит иной цели, данная конструкция элемента для уплотнения вала в принципе такая же, как и в разгрузочных устройствах, которые здесь описаны. Однако соответствующие части указаны там иными обозначениями, чем в примерных вариантах применения, представленных здесь.

1. Конструктивный элемент, устанавливаемый на вал силовой лопастной машины для преобразования энергии потока среды в механическую, образующий зазор для ограниченного прохода среды потока, имеющий секцию (2, 3) в виде втулки для установки на вал силовой машины для превращения энергии потока среды в механическую и внешняя поверхность которой имеет выемку (4, 9) для кольца (5, 10), которое частично окружено по своим торцам кольцевыми стенками выемки (4, 9) по окружности во время работы силовой лопастной машины для превращения энергии потока среды в механическую, образуя осевой просвет в каждом случае с кольцевыми стенками выемки (4, 9) по окружности и образуя радиальный зазор с основанием выемки, будучи удерживаем посредством фрикционного контакта жесткой стенкой (1), окружающей кольцо (5, 10), отличающийся тем, что кольцо (5, 10) изготовлено из мягкого пластичного материала и что выемка образуется в жесткой стенке (1) и окружает торцы кольца (5, 10), которые свободны от стенок секции, выполненной в виде втулки, при этом одно из боковых ограничений выемки (4, 9) образовано трубообразным стопорным кольцом (7), соединенным с возможностью разъема с жесткой стенкой (1).

2. Конструктивный элемент по п.1, отличающийся тем, что стенка выемки (9) в секции, выполненной в виде втулки (3), расположенной напротив трубообразной секции (7), образуется ограничительным кольцом (12), которое соединено с возможностью разъема с секцией, выполненной в виде втулки (3).

3. Конструктивный элемент по п.1, отличающийся тем, что эластичное кольцо (5) разделено пролегающим продольно зазором и может надвигаться на одну из боковых стен (6) секции, выполненной в виде втулки, путем расширения и может вводиться в канавку выемки (4) секции (2), при этом путем расширения, создаваемого при работе силовой лопастной машины для превращения энергии потока среды в механическую, возникает фрикционный контакт между кольцом (5) и жесткой стенкой (1), окружающей последнее.

4. Конструктивный элемент по п.1, отличающийся тем, что замкнутое кольцо (10) вводится с фрикционной посадкой в жесткую стенку (1), окружающую его.

5. Конструктивный элемент по п.1, отличающийся тем, что стенка, окружающая кольцо (5, 10), образуется втулкой (1), прикрепляемой к корпусу силовой лопастной машины для преобразования энергии потока среды в механическую прочно на скручивание и несдвигаемо.

6. Конструктивный элемент по п.1, отличающийся тем, что он имеет конфигурацию патрона, собираемого вовне силовой лопастной машины для преобразования энергии потока среды в механическую, и готов к установке.

7. Конструктивный элемент по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что он является составной частью устройства для балансировки осевого усилия.

8. Конструктивный элемент по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что он является составной частью уплотнения вала.