Уплотнение вращающегося вала турбомашины

 

1. УПЛОТНЕНИЕ ВРА1;1АЮЩЕГОСЯ ВАЛА ТУРБРМАШИНЫ, содержащее плавающее кольцо, имеищее уплотнительный торцовый выступ со стороны полости пониженного давления, контактирующий со статорНой деталью, о т л и ч а ю щ е е с я тем,, что, с целью повышения эффективности работы уплотнения за счет снижения ос.евой нагрузки, действующей на плавающее кольцо, на плавающем кольце установлено разгрузочное кольцо с возможностью его радиального .перемещения вместе с плавающим кольцом, между плавающим и разгрузочным кольцами образована замкнутая полость, а между плавающим кольцом, разгрузочным кольцом и статорной деталью образована разгрузочная полость, причем замкнутая и разгрузочная полости соединены с помощью выполненных в плавающем кольце отi . верстий соответственно с полостями, пониженного и повышенного давления. (Л 2. Уплотнение по п.. 1, о т л и чающееся тем, что разгрузочное кольцо по торцам имеет упяотнительные манжеты, расположенные на разных диаметрах. :о 4

as> S< un

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

jr F 16 J l /44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ.(21) 3332617/25-08 щ е е с я тем,, что, с целью повыше.(22) 26.08.81 ния эффективности работы уплотнения (46) 23. 09. 83. Бюл. У . 35 за счет снижения осевой нагрузки, (72) В. В. Архипов, В.l0. Анофриев, действующей на плавающее кольцо, на

Ю.С. Гонтарь, В.Л. Евланников, :, .- плавающем кольце установлено разгруС.С. Ломоносов и Б.ф. Косаротов .: зочное кольцо с возможностью его (71) Ордена Ленина и ордена Трудового..::. .радиального, перемещения вместе с

Красного Знамени производственное : --: плавающим кольцом, между плавающим и объединение "Невский .завод" :- .:.:-: разгрузочным кольцами образована замим. В.И. Ленина, -- :". кнутая полость, а между плавающим (53) 62-762(088,8), .кольцом, разгрузочным кольцом и ста(56) 1. Кондаков Л.А. Уплотнения : - торной деталью образована разгрузочгидравлических систем. M., "Машино- ная полость,.причем замкнутая и разстроение", 1972, с. 13, рис. 2. ".;: грузочная полости соединены с помощью

2. Патент Англии ll 1476778, . -- выполненных в плавающем кольце откл. F 2 В, опублик. 1977.. - .верстий. соответственно с полостями. (54) (57) 1. УПЛОТНЕНИЕ ВРАЦАЮЩЕГОСЯ:: . пониженного и повышенного давления.

ВАЛА ТУРЬОМАШИНЦ, содержащее "плаваю" " 2. Уплотнение по и.. 1, о т л ищее кольцо, имеющее уплотнительный, ч а ю щ е е с я тем, что pasrpysouторцовый выступ со стороны полости :. --., ное кольцо по торцам имеет, уплотни" пониженного давления, контактирующий.-:--:., тельные манжеты, расположенные на со статорной деталью, о т л и ч а ю---" -: разных диаметрах.

1043401

Изобретение относится к уплотнениям вращающихся валов типа плавающих колец, предназначенных для удержания уплотняющих жидкостей высокого давления. В частности, уплотнения этого типа используются в компрессорных машинах для сжатия и перемещения токсичных и взрывоопасных газов.

Известны уплотнения вала в виде t0 плавающих колец, удерживающих уплотняющую жидкость, Истечение жидкости ограничивается кольцевой щелью между кольцами, валом и торцом кольца, прижатым перепадом давлений к неподвижной детали (корпусу) (1 .

Однако с ростом перепада давлений осевая нагрузка, действующая на кольцо, увеличивается, в связи с чем гювышается сила трения на торцовых

В целях снижения осевой нагрузки, действующей на плавающее кольцо, стремятся к смещению торцового выступа кольца на меньший диаметр, т.е. к уменьшению среднего диаметра выступа до размера вала под кольцом. Для достижения разгрузки плавающего коль35 ца средний диаметр торцового выступа выполняют близким< к диаметру его цилиндрической части, сопрягаемой с валом )2) .

Таким образом, вал под разгруженным плавающим кольцом имеет два участка с различными диаметрами, что препятствует использованию таких плавающих колец в многоступенчатых уплотнениях с несколькими кольцами с целью

45 снижения расхода уплотнительной жидкости, Цель изобретения — повышение эффективности работы уплотнения за счет снижения осевой нагрузки, действующей

50 на плавающее кольцо.

Поставленная цель достигается тем, что в уплотнении вращающегося вала турбомашины, содержащем плавающее кольцо, имеющее уплотнительный торцовый выступ со стороны полости пони- 55 женного давления, контактирующий со статорной деталью, на плавающем кольце установлено разгрузочное кольцо с воэможностью его радиального перемещения вместе с плавающим кольцом, между плавающим и разгрузочным кольцами образована замкнутая полость, а между плавающим кольцом, разгрузочным кольцом и статорной деталью образована разгрузочная полость, причем замкнутая и разгрузочная полости соединены с помощью выполненных в плавающем кольце отверстий, соответственно с полостями пониженного и повышенного давления. ! (роме того, разгрузочное кольцо по торцам имеет уплотнитедьные манжеты, расположенныена разных диаметрах.

Это позволяет использовать плавающее кольцо на большой перепад давлений и создать конструкцию многоступенчатого уплотнения с разгрузочными плавающими кольцами, На чертеже изображено предлагаемое устройство, .общий вид.

На валу 1 установлено плавающее кольцо 2, имеющее торцовый выступ стыкующийся со статорной деталью (корпусом 4). Плавающее кольцо 2 выполнено с наружным радиальным кольцевым выступом 5. На плавающем кольце 2 установлено разгрузочное кольцо

6, выполненное с внутренним кольцевым радиальным выступом 7. Между кольцами 6 и 2 образована замкнутая кольцевая полость 8, соединенная с полостью 9 пониженного давления каналом 10. Между плавающим кольцом 2, статорной деталью 4 и разгрузочным кольцом б образована разгрузочная полость 11, соединенная каналом 12 с полостью 13 повышенного давления. Между разгрузочным кольцом 6 и корпусом 4 образована кольцевая пог<ость 14, соединенная каналом 15 с полостью 8 и каналом 10 с полостью 9 пониженного давления. От вращения плавающее кольцо 2 .удерживается штифтом 16. Торцовые поверхности разгрузочного кольца

6 уплотнены резиновыми манжетами 17, расположенными на разных диаметрах.

Уплотняющая жидкость с давлением, превышающим давление уплотняемого газа, подводится в полость 13 высокого давления. В отличии от существующих конструкций, благодаря наличию полостей 8 и 11 и перепада давлений между ними,.на плавающее кольцо 2 действует разгружающее усилие, направленное в сторону полости повышенного давления жидкости. Величина разгружающего усилия определяется положением торВНИИПИ Заказ 7308/39 .. Тираж 929 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 1 з 104340 цового выступа 3 плавающего кольца 2 и диаметрами цилиндрических уплотняющих поверхностей, ограничивающих полость 8. Отверстие 15 предназначено для поддержания равенства давлений в полостях 14 и 9.

Путем соответствующего выбора геометрических соотношений между элементами плавающего кольца 2 можно no"" лучить необходимую степень разгрузки 10 кольца 2 от осевого усилия, действующего на его торцовый выступ.

Учитывая специфику работы плавающих колец, производится неполная разгрузка их от действия осевого усилия 15

Разгрузочное кольцо 6 полностью разгружено от действия осевого усилия и не препятствует смещению плавающего кольца 2 в радиальном направлении. При смещении колец 2 и 6 пре- - 20 одолевается лишь сравнительно небольшая сила трения по резиновым манжетам 17.

Разгрузка кольца 6 осуществляется за счет различия в величинах уплотняемых диаметров манжетами 17 в сост" ветствии с внутренними диаметрами сопряжения с плавающим кольцом 2.

Технико-экономический эффект .заключается в том, что применение изобретения позволяет создать конструкцию герметичного концевого уплотнения типа плавающих колец, разгруженных от перепада давления и расположенных на гладком участке вала, Этим упрощается, конструкция вала, снижаются осевые габариты (для многоступенчатого уплотнения с несколькими кольцами), увеличивается срок службы уплотнения и надежность работы турбомашины.