Лабиринтное уплотнение

 

1. ЛАБИРИНТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ , содержащее обойму, внутренняя поверхность которой снабжена уплотняющими гребнями, отличающееся тем, что, с целью упрощения изготовления и повышения надежности уплотнения, уплотняющие гребни образованы рядами расположенных вдоль окружности лунок, имеющих серповидную форму в поперечном сечении обоймы и разделенных перемычками. оо оо ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зш F 16 J 15/447

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3368598/25-08 (22) 25.12.8 1. (46) 15.10.84. Бюл. № 38 (72) В. В. Усенко, В. А. Марцинковский, И. С. Бережной н А. Н. Гулый (7l ) Сумский филиал Харьковского ордена

Ленина политехнического института им. В. И. Ленина (53) 62-762 (088.8) (56) 1. Орлов П. И. Основы конструирования. T.З. М., «Машиностроение», 1977, с. 114, рис. 268, Y.

2. Авторское свидетельство СССР № 385114, кл. F 04 D 29/16, 1971 (прототип).

„„SU„„1118827 А (54) (57) l. ЛАБИРИНТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее обойму, внутренняя поверхность которой снабжена уплотняющими гребнями, отличающееся тем, что, с целью упрощения изготовления и повышения надежности уплотнения, уплотняющие гребни образованы рядами расположенных вдоль окружности лунок, имеющих серповидную форму в поперечном сечении обоймы и разделенных перемычками.

1118827

2. Уплотнение по и. 1, отличаюицееся тем, что глубина и (или) длина дуги лунок каждого последующего ряда по ходу рабочей среды выполнены меньшими относительно глубины и (или) длины дуги лунок предыду цего ряда, при этом перемычки между лунками в соседних рядах смещены одна отИзобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в насосах, компрессорах и турбоагрегатах.

Известно лабиринтное уплотнение, содержащее обойму, на внутренней поверхности которой выполнены лабиринтные уплот няющие гребни. Действие такого уплотнения основано на торможении рабочей среды в узкой кольцевой щели с последующим расширением в смежной кольцевой камере большого объема (1).

Недостатком известного уплотнения является низкая изгибающая жесткость уплотняющих гребней и большой расход уплотняемой среды, что затрудняет использование их при больших перепадах давления.

Кроме того, существенным недостатком лабиринтных уплотнений являегся то, что они способствуют низкочастотной вибрации роторов.

Наиболее близким по гехннческой сущности и достигаемому результату к изобретению является лабиринтное уплотнение гурбомашины, содержащее обойму с уплотняющими гребнями,. перпендикулярно которым установлены спрямляющие ребра. Наличие спрямляющих ребер увеличивает жесткость уплотняющих гребней и препятствует окружному перетоку уплотняе мой среды, подавляя никзочастотную вибрацию роторов (2).

Однако изготовление такого уплотнения трудоемко, так как спрямляющие ребра необходимо жестко крепить к гребням, например сваркой, пайкой, что снижает надежность конструкции, а также усложняет изготовление. При этом в случае перекачки иеосушенных или неочищенных газов, содержащих взвешенные частицы веществ, склонных к коксованию, последние будут залипать в углах, образованных гребнями, ребрами и обоймой. При черезмерном закоксованин таких ячеек, представляющих собой застойные зоны, эффективность лабиринтного уплотнения снизится.

Цель изобретения — упрощение изготовления и повышение надежности уплотнительного узла. носительно другой и занижены относительно уплотняющих гребней.

3. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что лунки каждого ряда выполнены одинаковыми по величине и расположены в шахматном порядке по длине обоймы.

Поставленная цель достигается тем, что в лабиринтном уплотнении уплотняющие гребни образованы рядами расположенных вдоль окружности лунок, имеющих серпо; видную форму в поперечном сечении обой мы и разделенных перемычками.

Кроме того, глубина и (или) длина дуги лунок каждого последующего ряда по ходу рабочей среды выполнены меньшими относительно глубины и (или) длины дуги лунок предыдущего ряда, при этом перемычки между лунками в соседних рядах смещены относительно друг друга и занижены относительно уплотняющих гребней.

При этом лунки каждого ряда могут быть выполнены одинаковыми по величине и расположены в шахматном порядке по длине обоймы.

На фиг. 1 изображено предлагаемое лабиринтное уплотнение, продольное сечение; на фиг. 2 — то же, поперечное сечение; на фиг. 3 — — вариант с заниженными перемычками между соседними лунками относительно уплотняющих гребней; на фиг. 4— аксонометрическая проекция лабиринтного уплотнения.

Лабиринтное уплотнение вращающегося вала 1 содержит обойму 2, внутренняя поверхность которой снабжена уплотннющими гребнями 3, образующими с валом 1 уплотнительную щель 4, Уплотняющие гребни 3 образованы рядами лунок 5, которые расположены вдоль окружности. В поперечном сечении обоймы 2 лунки 5 имеют серповидную форму. В каждом ряду соседние лунки 5 разделяются перемычками 6, которые в одном случае (фиг, 2) по высоте

35 достигают уровня гребней 3, а в другом случае (фиг. 3) занижены относительно гребней 3. Перемычки 6 в соседних рядах смещены относительно друг друга.

Возможно выполнение уплотнения, когда

40 лунки 5 каждого последующего ряда (по ходу рабочей среды) имеют меньшие глубину и (или} длину дуги, чем лунки 5 предыдущего ряда, Кроме того, возможно выполнение уплотнения, когда лунки 5 одинаковы по размерам, т.е. имеют одНнаковуЬ !

1118827 глубину и длину дуги и расположены в шахматном порядке (фиг. 1) по длине обоймы.

Лабиринтное уплотнение работает следующим образом.

При движении вдоль щели 4 от торца 7 (сторона высокого давления) рабочая среда дросселируется на уплотняющих гребнях 3 и попадает в серповидные лунки 5. Лунки 5 препятствуют окружному перетоку рабочей среды, что повышает гидравлическое сопротивление щели 4. В уплотнении, лабиринтные гребни 3 которого образованы рядами серповидных лунок 5, не только увеличивается прочность и жесткость гребней 3, но и существенно упрощается изготовление внутренней поверхности. Из-за окружных перетоков рабочей среды в обычных лабиринтных уплотнениях возникают циркуляционные силы, вызывающие прецессионное движение ротора. Конструкция предусматривает снижение окружных перетоков рабочей среды, а следовательно, и циркуляционных сил, что повыш ает вибронадежность узла. Исходя из конкретных условий применения данного технического решения на практике, серповидные лунки в продольном сечении обоймы 2 могут иметь самую разнообразную форму, например прямоугольную (фиг. 1), треугольную, полукруглую и т.д. Кроме того, в продольном сечении обоймы 2 лунки 5 могут быть выполнены неоднотипными и при этом могут быть наклонены навстречу потоку рабочей среды.

Уплотнение, в котором уплотняющие гребни образованы рядами расположенных вдоль окружности лунок, имеющих серповидную форму в поперечном сечении обоймы, является простым в изготовлении, так как формообразование серповидных лунок реализуется стандартным инструментом на высокопроизводительном оборудовании, например на фрезерных станках с програм-мным управлением. Выполнение глубины и (или) длины дуги лунок каждого последующего ряда меньшими, чем глубина и (или) длина дуги лунок предыдущего ряда, смещение перемычек между лунками в соседних рядах относительно друг друга, а также выполнение лунок каждого ряда одинаковыми по величине и расположение их в шахматном порядке по длине обоймы повышает жесткость и прочность уплотняющих гребней, исключает применение паяных или сварных соединений, что повышает надежность работы уплотнения.

Повышение надежности уплотнения достигается также уменьшением площади возможного касания вала и обоймы за счет занижения перемычек между соседними, лунками относительно уплотняющих гребней, при этом серповидная форма лунок создает возможность вымывания из них взвешенных частиц уплотняемой среды и не допускает закоксовывания лунок.

Технико-экономическая эффекти вность

ЗО изобретения состоит в упрощении изготовления уплотнения и в повышении его надежности.

I 118827

Рг 1 1 h;e.í чеш

3;; ° ..1h 7

Составитель 1. Бутона

Техред И. Верес Корректор В. Ьутяга

Тираж 912 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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