Уплотнение с плавающим кольцом

 

УПЛОТНЕНИЕ С ПЛАВАЮЩИМ КОЛЬЦОМ, содержащее корпус с камерой уплотнения и кольцо, охватываиндее вал, отличающееся тем, что, с целью повышения динами-ческой устойчивости и нгщежности работы кольца в широком диапазоне рабочих параметров, в плавающем кольце с внешней цилиндрической поверхности выполнены глухие каналы, равнорасположенные по окружностям, расстояние между которыми уменьшается по направлению к'входному каналу камеры, а в двух торцовых стенках этой камеры выполнены равнорасположенные по окружности вблизи периферийной части кольца глухие отверстия, в которые установлены подпружиненные поршни, имеющие каналы, соединяющие камеру уплотнения с полостями за поршнями.с 9П15(Л*vjсо соNDСОФиг.1

СОЮЗ СОВЕТ(КИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(50 F 16 J 15 44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

9

2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3543483/25-08 (22) 25.01.83 (46) 15.03.84. Бюл. 10 (72) Н.H.Àñòàøåíêoâ, К.Е.Дубровский и Л.А.Толстиков (53) 62-762(088.8) (56) 1. Марцинковский В.А. Бесконтактные уплотнения роторных.машин.

М., "Машиностроение", 1980, с.121, фиг. 65 Ь (прототип). (54) (57 ) УПЛОТНЕНИЕ С ПЛАВАЮЩИМ

КОЛЬЦОМ, содержащее корпус с камерой уплотнения и кольцо, охватывающее вал, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения динами„„SU„„1079929 А ческой устойчивости и надежности работы кольца в широком диапазоне рабочих параметров, в плавающем кольце с внешней цилиндрической поверхности выполнены глухие каналы, равнорасцоложенные по окружностям, расстояние между которыми уменьшается по направлению к входному каналу камеры, а в двух торцовых стенках этой камеры выполнены равнорасположенные по окружности вблизи периферийной части кольца глухие отверстия, в которые установлены подпружиненные поршни, имеющие каналы, соединяющие камеру уплотнения с полостями за поршнями.

1079929

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к уплотнениям с плавающими кольцами, устанавливаемым в насосах, турбинах и др. подобных агрегатах.

Известно уплотнение с плавающим 5 кольцом, в котором плавающее кольцо имеет цилиндрический компенсационный ус, выходящий иэ камеры уплотнения в сторону дренажной камеры.

Выполнение кольца с компенсационным усом обеспечивает смещение центра жесткости кольца к дренажной камере.

Равнодействующая сила, действующая относительно смещенного центра жесткости, создает опрокидывающий момент, препятствующий несимметричной деформации кольца I 11 .

Недостатком известного уплотнения является необходимость увеличения диаметра рабочего торца, что при больших перепадах давлений увеличивает силу прижатия кольца к корпусу и исключает возможность самоустанавливаться кольцу под действием радиальных гидродинамических сил, т.е. теряется основное качество уплотнений такого типа и снижается его работоспособность. Кроме того, введение компенсационного уса увеличивает габариты и массу уплотнения, что усложняет уплотнительную сис- 30 тему.

Цель изобретения — повышение динамической устойчивости и надежности работы кольца путем обеспечения постоянства радиального зазора 35 в широком диапазоне изменения нагрузки при минимально возможных габа- . ритах кольца. указанная цель достигается тем, что в уплотнении с плавающим 4п ксльцом, содержащем корпус с камерой уплотнения и кольцо, охватывающее вал, в плавающем кольце с внешней цилиндрической поверхности выполнены глухие каналы, Равнорасположенные 45 по окружностям, расстояние между которыми уменьшается по направлению к входному каналу уплотнительной камеры, а в двух торцовых стенках этой камеры выполнены равнорасположенные по окружности на определенном радиусе глухие отверстия, в которые вставлены подпружиненные поршни, имеющие каналы, соединяющие камеру уплотнения с полостями за поршнями.

Это позволяет повысить динамичес- 55 кую устойчивость и надежность работы кольца при меньших осевых и радиальных габаритах в широком диапазоне рабочих параметров.

На фиг. 1 показано уплотнение, 6О общий вид; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1.

Камера 1 уплотнения соединена через канал 2 со средой высокого давления, а чеРез канал 3 — с дренажной системой. В кольцевой камере

1 установлено кольцо 4, охватывающее вал 5. В стенках б и 7 камеры 1 выполнены раннорасположенные по окружности глухие отверстия 8, в которые вставлены пружины 9 и поршни 10, упирающиеся в торцы кольца

4 и имеющие каналы 11, соединяющие камеру 1 с глухими отверстиями 8.

Кольцо 4 имеет также глухие сверления 12 в несколько рядов (фиг. 2), густота которых увеличивается по ширине кольца в направлении к каналу 2 высокого давления. Кольцо 4 имеет бурт 13, в котором выполнена кольцевая камера 14, соединенная с каналом 2 через сверления 15.

При вращении нала агрегата (насоса, турбины) н полости перед уплотнением (канал 2) повышается давление рабочей среды и реализуется утечка по зазору между кольцом 4 и валом 5 в дренажную полость по каналу 3.

Под действием нагрузок, обусловленных действием сил давления, кольцо испытает сжимающее усилие. Несколько рядов глухих каналов, выполненных в кольце 4 обеспечивают смещение его центра жесткости к рабочему торцу бурта 13, вследствие чего уменьшается или полностью исключается опрокидывающий момент, возникаюший из-за несовпадения плоскости приложения равнодействующей радиальной силы и плоскости расположения центра жесткости сечения кольца и приводящий к несимметричной деформации .кольца. Тем самым обеспечинается минимальная деформация кольца и постоянство рабочего зазора в широкомдиапазоне изменения нагрузки при минимальных габаритах кольца 4.

Наличие подпружиненных поршнеи 10 исключает вибрационный наклеп торцов кольца 4 и обеспечивает осевую устойчивость кольца. B работе смешение кольца или его перекос под действием вибрации происходит с соответствующим перемещением поршней.

Благодаря жиклирующим отверстиям перемещение поршней эадемпфировано, что исключает ударное взаимодействие рабочего бурта 13 кольца со стенкой корпуса, а также возбуждение резонансных колебаний кольца н широком диапазоне режимов работы. Наличие пружин 9 обеспечивает в процессе работы возврат поршней в рабочее положение и взаимное уравнонешинание осевых сил от поршней, действующих на кольцо.

Технико-экономический эффект изоб. ретения заключается в повышении надежности работы кольца за счет уменьшения деформации плавающего кольца и сохранении постоянства рабочего зазора в широком диапазоне изменения нагрузки. Кроме того, повышена динамическая устойчивость кольца.

1079929

Тираж 913

Заказ 1307/38

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Ополченцев

Редактор К. Волощук ТехредО.Неце Корректор A. Тяско