Щелевое уплотнение

 

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в компрессорах, насосах и других гидроагрегатах для уплотнения вращающихся валов. Цель изобретения - повышение надежности и КПД, а также снижение материалоемкости за счет повышения динамической устойчивости вала. Уплотнение содержит уплотнительную втулку, которая охватывает вал с образованием дросселирующего зазора. На внутренней поверхности втулки на минимальном расстоянии от торца со стороны области высокого давления выполнена кольцевая канавка с образованием тонкого гребня, разделяющего канавку и область высокого давления. Во втулке выполнены сквозные отверстия, соединяющие канавку с областью высокого давления. Сквозные отверстия могут быть выполнены радиальными или наклонными. В местах выхода отверстий в область высокого давления может быть установлен направляющий аппарат. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1521972

А1 (51)4 F 16 J !5/44

О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4372469/31-29 (22) 01.02.88 (46) 15.11.89. Бкл. Р 42 (71) Сумской филиал Харьковского политехнического института им. В.И.Ленина (72) А.Н.Гулый, В.А.Марцинковский, И.С.Бережной, И.Н ° Беда и И.В.Боровик (53) 62.762(088.8) (56) Марцинковский В.А. Бесконтактные уплотнения роторных машин. N.

Машиностроение, 1980, с.120, рис.63г. (54) ЦЕЛЕВОЕ УПЛОТНЕНИЕ (57) Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в компрессорах, насосах и других гидроагрегатах для уплотнения вращающихся валов. Цель изобретения — повышение надежности и КПД, Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в компрессорах, насосах и других гидроагрегатах для уплотнения вращающихся валов.

Цель изобретения повышение надежности и КПД, а также снижение материалоемкости эа счет повышения динамической устойчивости вала.

На фиг.1 схематично изображено предлагаемое уплотнение, продольный разрез; на фиг.2 — уплотнения в плоскости расположения отверстий при наклонном их выполнении, поперечный разрез; на фиг.3 — уплотнения с выполнением отверстий под углом к радиальной плоскости и дросселирующим зазором конической формы, про2 а также снижение материалоемкости за счет повышения динамической устойчивости вала. Уплотнение содержит уплотнительную втулку, которая охватывает вал с образованием дросселирующего зазора. На внутренней по" верхности втулки на минимальном расстоянии от торца со стороны области высокого давления выполнена кольцевая канавка с образованием тонкого гребня, разделяющего канавку и область высокого давления. Во втулке выполнены сквозные отверстия, соединяющие канавку с область высокого давления. Сквозные отверстия могут быть выполнены радиальными или на.- с клонными. В местах выхода отверстий в область высокого давления может быть установлен направляющий аппарат. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. дольный разрез; на фиг.4 — уплотнения с лабиритнтным дросселирующим зазором и направляющим аппаратом, продольный разрез; на фиг.5 — вид

А на фиг.4.

Щелевое уплотнение содержит уплотнительную втулку 1, которая охватывает вал 2 с дросселирующим зазором 3. На внутренней поверхности втулки 1 со стороны области 4 высокого давления и на минимальном рас— стоянии от торца втулки 1 выполнена кольцевая канавка 5 с образованием тонкого гребня 6, разделяющего канавку 5 и область 4 высокого давления. Во втулке 1 выполнены сквозные отверстия 7, соединяющие кольцевую канавку 5 с полостью 4 высокого дав=

1521972 ления, Сквозные отверстия 7 могут быть выполнены радиальными или накло- ненными со смешением выхода в канавку относительно выхода в область высокого давления в сторону, противоположную направлению вращения вала

2. Выходы сквозных отверстий 7 в область 4 высокого давления могут быть расположены как на наружной цилиндрической поверхности втулки 1, так и, íà ее торце. Оси сквозных отверстий

7 могут принадлежать одному из радиальных сечений втулки 1, а могут быть расположены под углом к нему. Сквоз ные отвертсия 7 могут быть прямыми или сложными, состоящими из несколь1 ких прямых отверстий, расположенных .под углом друг к другу. В общем слу чае они могут представлять собой . троизвольную систему каналов. Дрос елирующий зазор 3 может быть выолнен в виде гладкой цилиндрической ели, конической, ступенчатой„ с ла.биринтными канавками, с ячеистой структурой и т.д. Втулка 1 может быть жестко установлена в корпусе

В либо с возможностью радиальных перемещений (плавающее кольцо). В местах выхода сквозных отверстий 7 в область 4 высокого давления на втулке 1 может быть установлен направляющий аппарат 9, предназначенНый для повышения скорости противоЬакрутки потока на входе в дроссе ирующий зазор 3 за счет преобразования кинетической энергии окружного. течения закрученного потока в области 4 высокого давления в скоростной напор рабочей среды в сквозных отверстиях 7. Направляющий аппарат 9 может иметь произвольную конструкцию. Например, может быть выполнен в виде наклонных пластин 10.

ЗО

Щелевое упло" íåíèå работает следующим образом.

В области 4 высокого давления гидроагрегата имеет место закрутка потока рабочей среды, за счет чего в области 4 высокого давления рабочая среда подвергается действию поля центробежных сил. Под действием центробежных сил гидростатическое давление рабочей среды возрастает при уда55 лении от центра вала 2.

Этот перепад давления обуславливает циркуляцию рабочей среды по следующей схеме." область высокого давления — сквозные отверстия 7 — кольцевая канавка 5 — область 4 высокого давления. Основная часть рабочей среды иэ кольцевой канавки 5 поступает в дросселирующий зазор 3 и далее в область низкого давления. Таким образом, закрученный в сторону вращения ротора поток отсекается кольцевой канавкой 5 и на входе в дросселирующий зазор 3 рабочая среда либо практически не имеет закрутки (при радиальных сквозных отверстиях 7), либо имеет закрутку, противоположную направлению вращения вала 2 (противозакрутку). Устранение закрутки потока на входе в дросселирующий зазор 3 проводит к снижению дестабилизирующих сил. Противозакрутка компенсирует закрутку потока, создаваемую вращающимся валом 2 в дросселирующем зазоре 3. Это ведет к уменьшению виличины дестабилизирующей циркуляционной силы,что снижает вибрацию. В случае установки направляющего аппарата происходит повьппение скорости течения рабочей среды в сквозных отверстиях 7, а, следовательно, и повышение противозакрутки на входе в дросселирующий зазор

3 за счет использования кинетической энергии закрутки потока в области высокого давления. Это также приводит к повьпиению надежности.

Таким бразом, в предлагаемом уплотнении обеспечивается повышение надежности эа счет снижения вибрации (повьппения динамической устойчивости вала), снижение материалоемкости за счет возможного уменьшения диаметра вала, обусловленного уменьшением циркуляционных сил в зазоре, повышение КПД за счет уменьшения диаметра вала, уменьшение проточек за счет возможного уменьшения зазора, которое обеспечивается снижением уровня вибрации.

Формула изобретения

1. Целевое уплотнение, содержащее охватывающую вал с дросселирующим зазором, разделяющую области высокого и низкого давления втулку„ в которой выполнены сквозные отверстия, имеющие выходы в область высокого давления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и ИЩ,а также снижения материалоемкости, на внутренней поверхности втулки у ее торца со стороны области высокого давления выполнена кольцевая канавка, образующая с торцом втулки тонкий гребень, при этом отверстия выполнены с выходами в эту канавку.

2. Уплотнение по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что отверстия выполнены наклонными со смещением

1521972

6 выхода в канавку относительно выхода в область высокого давления в сторону, противоположную направлению вращения вала.

3. Уплотнение по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что в местах выходов отверстий в область высокого давления оно снабжено направ1п.ляющим аппаратом.

1521972

ВиЕА фиГХ

Составитель Г.Шуренко

Редактор Ю.Середа Техред М.Ходанич Корректор Т Палий

Заказ 6930/34

Тираж 721

Подписное

ВНИКПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101