Лабиринтное уплотнение

 

L ЛАБИРИНТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ вращающегося вала, содержащее обойму с ячеистой структурой на внутренней рабочей поверхности, охватывающую вал с радиальным уплотнительным зазором, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности уплотнения за счет повышения его центрирующей способности., на внутренней поверхности обоймы выполнены участки гладкой цилиндрической поверхности произвольной формы, которые чередуются с участками ячеистой поверхности и расположены на одном уровне с гребнями ячеистой структуры . 2. Уплотнение по п. I, отличающееся тем, что участки гладкой цилиндрической поверхности расположены в одной поперечной плоскости , в щахматном порядке или по винтовой линии.S (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

gyes F 16 Д 151447

J

„r I и ««: и 1ъ, г".: т, „ ь 1:«;;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф °

° °

\Ю

М«

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3523976/25-08 (22) 16.12 82 (46) 23.0485. Бюл. № 15 (72) В. В. Усенко, В. A. Марцинковский, И. С. Бережной, П. Н. Ворона и К. B. Лисицын (71) Сумский филиал Харьковского ордена

Ленина политехнического института им. В. И. Ленина и Всесоюзный научноисследовательский проектно-конструкторский институт атомного и энергетического насосостроения (53) 62-762 (088.8) (56) 1. Патент СССР № 274745, кл. F 16 J 15/16, 1967 (прототип). (54) (57) 1. ЛАБИРИНТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ вращающегося вала, содержащее обойÄÄSUÄÄ 1151744 А му с ячеистой структурой на внутренней рабочей поверхности, охватывающую вал с радиальным уплотнительным зазором, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения за счет повышения его центрирующей способности, на внутренней поверхности обоймы выполнены участки гладкой цилиндрической поверхности произвольной формы, которые чередуются с участками ячеистой поверхности и расположены на одном уровне с гребнями ячеистой структуры.

2. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что участки гладкой цилиндрической поверхности расположены в одной поперечной плоскости, в шахматном порядке или по винтовой линии.

1151744

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

Известно лабиринтное сотовое уплотнение вращающегося вала, содержащее обойму с ячеистой структурой на внутренней рабочей поверхности, охватывающую вал с радиальным кольцевым уплотнительным зазором. Сотовое уплотнение обладает высокой уплотнительной способностью и хорошими демпфирующими свойствами (1).

Недостатком сотовых уплотнений является незначительная центрирующая способность, что вызывает опасность случайного контакта рабочих поверхностей уплотнения.

Особенно опасен контакт рабочих поверх-. ностей уплотнения при герметизации взрывоопасных сред, например кислорода. Все это снижает надежность уплотнения.

Цель изобретения — повышение надежности уплотнения за счет повышения его центрирующей способности.

Поставленная цель достигается тем, что в лабиринтном уплотнении вращающегося вала, содержащем обойму с ячеистой структурой на внутренней рабочей поверхности, охватывающую вал с радиальным уплотнительным зазором, на внутренней поверхности обоймы выполнены участки гладкой цилиндрической поверхности произвольной формы, которые чередуются с участками ячеистой поверхности и расположены на одном уровне с гребнями ячеистой структуры.

Кроме того, участки гладкой цилиндрической поверхности расположены в одной поперечной плоскости, в шахматном порядке или по винтовой линии.

В лабиринтном уплотнении, в котором участки ячеистой поверхности чередуются с участками гладкой цилиндрической поверхности, выполненными произвольной формы на одном уровне с гребнями ячеистой структуры, повышается центрирующая способность за счет дополнительных гидродинамических сил, возникающих на гладких участках. При этом выполнение участков гладкой цилиндрической поверхности произвольной формы, например кольцевой, квадратной или прямоугольной, а также расположение этих участков в одной поперечной плоскости, в шахматном порядке или по винтовой линии позволяет в значительной мере восстановить симметрию потока уплотняемой среды и одновременно нарушить равенство гидростатических жесткостей в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Как анизотропия гидростатических жесткостей, так и восстановление симметрии потока герметизируемой среды ведет к повышению вибрационной надежности уплотнения.

На фиг. 1 изображено лабиринтное уплотнение, продольный разрез; на фиг. 2— развертка рабочей поверхности уплотнения с гладкими кольцевыми участками; на фиr. 3 — то же, с гладкими прямоугольными участками; на фиг. 4 — аксонометрическая проекция лабиринтного уплотнения.

Лабиритное уплотнение вращающегося вала содержит обойму 1 с ячеистой структурой 2 на внутренней рабочей поверхности 3 охватывающую вал 4 с радиальным уплотнительным зазором 5. На внутренней рабочей поверхности 3 выполнены участки гладкой цилиндрической поверхности 6, которые чередуются с участками ячеистой структуры 2. Причем участки гладкой цилиндрической поверхности 6 расположены на одном уровне с гребнями 7 ячеистой структуры 2.

Участки гладкой цилиндрической поверхности 6 выполнены произвольной формы, например кольцевые (фиг. 2), квадратные или прямоугольные (фиг. 3). Кроме того, участки гладкой цилиндрической поверхности 6 могут быть расположены в одной поперечной плоскости (фиг. 2 и 3), в шахматном порядке или по винтовой линии. Ячеистая структура 2 может иметь любую форму, в данном случае представлена в виде серповидных лунок, разделенных гребнями 7.

Лабиринтное уплотнение работает следующим образом.

При движении вдоль щели уплотнительного зазора 5 от торца 8 (сторона высокого давления) рабочая среда дросселируется на уплотняющих гребнях 7 серповидных лунок ячеистой структуры 2 рабочей поверхности 3 уплотнения. Лунки. препятствуют окружному перетоку рабочей среды, что повышает гидравлическое сопротивления щели уплотнительного зазора 5 и сводит к минимуму циркуляционную силу. Далее рабочая среда попадает на участки гладкой цилиндрической поверхности 6. При вращении вала 4 на этих участках создается подъемная центрирующая сила, возникающая в результате гидродинамических явлени й, развивающихся на гладких участках.

Технико-экономический эффект изобретения заключается в повышении надежности уплотнения за счет улучшения центрирующей способности и снижения виброактивности.

1151744

Фиг.2

1151744

Редактор С. Патрушева

Заказ 2293/27

Составитель А. Ополченцев

Техред И. Верес Корректор М. Максимишинец

Тираж 898 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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