Лабиринтное уплотнение

 

1. ЛАБИРИНТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ , содержащее обойму, внутренняя поверхность которой снабжена уплотняющими гребнями, отличающееся тем, что, с целью упрощения изготовления и г}овыщения надежности , на внутренней поверхности обоймы между гребнями выполнены углубления. 2. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что углубления вьшолнены в виде глухих отверстий, имеющих острые края, разные глубины и диаметры, а оси отверстий не пересекают ось обоймы. (Л со ел со (Риг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗС59 F 16 J 15 447

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С0

CO

CA

Ю

CO

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3573096/25-08 (22) 04.04.83 (46) 30.05.84. Бюл. № 20 (72) В. В. Усенко (71) Сумский филиал Харьковского ордена

Ленина политехнического института им, В. И. Ленина (53) 62-262 (088.8) (56) 1. Орлов П. И. Основы конструирования. Кн. 3. М., «Машиностроение», 1977, с. 114, рис. 268 V.

2. Авторское свидетельство СССР № 385114, кл. F 16 J 15)44, 1971 (прототип) .,.SUÄÄ 1095003 A (54) (57) 1. ЛАБИРИНТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее обойму, внутренняя поверхность которой снабжена уплотняющими гребнями, отличающееся тем, что, с целью упрощения изготовления и повышения надежности, на внутренней поверхности обоймы между гребнями выполнены углубления.

2. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что углубления выполнены в виде глухих отверстий, имеющих острые края, разные глубины и диаметры, а оси отверстий не пересекают ось обоймы.

1095003

10

1

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в насосах, компрессорах, турбоагрегатах и гидроагрегатах.

Известно лабиринтное уплотнение, содержащее обойму, на внутренней поверхности которой выполнены уплотняющие гребни.

Действие уплотнения основано на торможении рабочей среды в узкой кольцевой щели с последующим внезапным расширением в смежной кольцевой камере большого объема, образованной гребнями. Технология изготовления такого уплотнения проста (1) .

Недостатком является то, что данное уплотнение способствует интенсивной низкочастотной вибрации вала. Происходит это из-за нарушения осесимметричного и беспрепятственного окружного течения рабочей среды соответственно в кольцевых щелях и камерах. При этом возникает неравномерное распределение давления по окружности вала, в результате чего появляется поперечная сила, способствующая вибрации, что и снижает надежность машины.

Известно лабиринтное уплотнение, содержащее обойму, внутренняя поверхность которой снабжена уплотняющими гребнями, перпендикулярно к которым установлены спрямляющие ребра. Наличие спрямляющих ребер препятствует окружному перетоку рабочей среды, подавляя низкочастотную вибрацию роторов (2).

Однако изготовление известного уплотнения трудоемко, так как спрямляющие ребра необходимо жестко крепить к гребням, например, сваркой, пайкой, что снижает надежность конструкции.

Кроме того, известное уплотнение нельзя использовать в конструкции, где гребни вращающегося вала размещены между гребнями неподвижной обоймы.

Целью изобретения является упрощение изготовления и повышение надежности уплотнения.

Поставленная цель достигается тем, что в лабиринтном уплотнении, содержащем обойму, внутренняя поверхность которой снабжена уплотняющими гребнями, на внутренней поверхности обоймы между гребнями выполнены углубления.

Кроме того, углубления выполнены в виде глухих отверстий, имеющих острые края, разные глубины и диаметры, а оси отверстий не пересекают ось обоймы.

Уплотнение, в котором на внутренней поверхности обоймы между гребнями выполнены углубления, является простым в изготовлении, так как формообразование углублений легко реализуется на универсальном оборудовании, например на фрезерных или сверлильных станках, и отпадает необходимость в операциях пайки или сварки и т.п.

Повышение надежности достигается путем исключения паяных или сварных соеди2 нений на рабочей поверхности обоймы, которые ненадежны в условиях пульсирующего потока среды.

Выполнение углублений в виде глухих отверстий с острыми краями, с разными глубинами и диаметрами, с осями, не пересекающими ось обоймы, способствует образованию разных по величине и направлению вихрей, что повышает гидравлическое сопротивление окружному перетоку среды, уменьшая при этом циркуляционную силу, а следовательно, и вибрацию, т.е. обеспечивается надежная работа уплотнения.

На фиг. 1 представлено уплотнение, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — уплотнение, имеющее гребни на обойме и валу, в аксонометрии.

Лабиринтное уплотнение вращающегося вала .1 содержит обойму 2, внутренняя поверхность которой снабжена уплотняющими гребнями 3. Внутренняя поверхность обоймы 2 и гребни 3 образуют кольцевые камеры 4, на дне которых (на внутренней поверхности обоймы 2 между гребнями 3) выполнены углубления 5.

Возможно выполнение углублений 5 одинаковыми по форме и размерам (фиг. 2 и 3) а также разными по размерам и форме (фиг. 1).

Кроме того, углубления 5, выполненные в виде глухих отверстий, имеют острые кромки 6. Глухие отверстия 5 расположены в радиальной плоскости наклонно к радиусам навстречу окружному потоку так, что их оси

7 не пересекаются с осью 8 обоймы 2 (фиг. 2).

Для конструкции, в которой гребни 9 вала 1 (вращающейся детали) расположены между гребнями 3 обоймы 2 (неподвижной детал и), глухие отверстия 5 расположены за гребнями 9 (по направлению осевого по тока). таким образом, что поток уплотняемой среды имеет возможность входа в них, причем оси 7 не пересекают ось 8 обоймы 2.

Зазоры 10 и 11 являются дросселирующими.

Уплотнение работает следующим образом.

При подаче давления с торца уплотнения и вращении вала 1 рабочая среда дросселируется в зазоре 10 с последующим внезапным расширением в кольцевой камере 4, имеющей большой объем. При вращении вала 1 массе рабочей среды, находящейся в кольцевой камере 4, сообщается окружное перемещение и под действием центробежных сил рабочая среда отбрасывается к дну кольцевой камеры 4. При этом она, попадая в глухие отверстия 5, турбулизируется и теряет часть энергии, что ограничивает окружное течение. Ограничение окружного потока в кольцевой камере 4 способствует уменьшению циркуляционной силы, а следовательно, и вибрации вала.

1095003

Составитель А. Ополченцев

Редактор О. Юрковецкая Техред И. Верес Ко рре кто р В. Бутя га

Заказ 3572/22 Тираж 913 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенйй и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В уплотнении, имеющем гребни на обойме и валу (фиг. 3), рабочая среда дважды дросселируется: в зазорах 10 и 11. После зазора 11 спрямленный поток рабочей среды попадает в глухое отверстие 5, где турбулизируется. Далее процесс идет аналогично.

Технико-экономический эффект изобретения заключается в упрощении изготовления путем использования универсального металлорежущего оборудования и в повышении надежности путем исключения паяных и сварных соединений.