Торцовое гидростатическое уплотнение с регулируемым зазором

 

Изобретение может быть использовано в многорежимных машинах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение надежности торцового уплотнения с регулируемым зазором. Вращающееся и невращающееся кольца 1, 3 установлены подвижными в осевом направлении. Центробежный механизм автоматического регулирования усилия поджима состоит из шариков 10, установленных в каналах 9. Каналы 9 выполнены криволинейными и в них между шариками 10, установленными с возможностью перемещения, и торцом кольца 1 размещены упругие элементы 11. Ось сечения каналов 9 смещена в сторону оси вала 2 по мере удаления от зоны трения колец 1, 3. Закон изменения усилия прижима колец 1, 3 в зависимости от частоты вращения вала 2 получают путем расчета или экспериментального подбора кол-ва и массы шариков 10, жесткости элементов 11 и кривизны каналов 9. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 F 16 1 15/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4240346/31-29 (22) 05.05.87 (46) 15.01.90. Вюл. Р 2 (71) Куйбышевский авиационный институт им. акад, С.П. Королева (72) С.В. Фалалеев и О.Н. Выстранов (53) 62-762 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР к- 400757, кл. F 16 3 15/34 1969. (54) ТОРЦОВОЕ ПЩРОСТАТИЧЕСКОЕ УШ1ОТНЕНИЕ С РЕГУЛИРУЕМЫМ ЗАЗОРОМ (57) Изобретение м.б. использовано в многорежимных машинах. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение надежности торцового уплотнения с регулируемым зазором. Вращающееся и невращающееся кольца 1,3 установлены подвижны„„SU„„1536118 А1

2 ми в осевом направлении. Центробежный механизм автоматического регулирования усилия поджима состоит из шариков !О, установленных в каналах

9. Каналы 9 выполнены криволинейными и в них между шариками 1О, установленными с воэможностью перемещения, и торцом кольца 1 размещены упругие элементы 11. Ось сечения каналов 9 смещена в сторону оси вала

2 по мере удаления от зоны трения колец 1,3. Закон изменения усилия прижима колец 1",3 в зависимости от частоты вращения вала 2 получают путем расчета или экспериментально- го подбора кол-ва и массы шариков 10, жесткости элементов 11 и кривизны каналов 9. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1536118

Изобретение относится к уплотнительной технике, а именно к торцовым уплотнениям, и может быть использовано в многорежимных машинах.

Цель изобретения — расширение

Функциональных возможностей и повышение надежности торцового уплотнения.

На чертеже показано предлагаемое торцовое гидростатическое уплотнение с регулируемым зазором.

Уплотнение состоит из вращающе гося кольца 1 трения, установлен-, ного на выступе вала 2, и -невращающегося кольца 3 трения, установленного в корпусе 4 и поджатого к вращающемуся кольцу 1 упругими элементами 5. Для герметизации невращающетося кольца 3 в корпусе 4 установлены вторичные уплотнения 6. Вращающе еся кольцо 1 трения установлено с возможностью осевого перемещения и зафиксировано от проворота огно.сительно нала 2. Соединение кольца с валом герметизируется с помощью вторичного уплотнения 7. В продольных пазах вала 2 установлены сегментные вставки 8. В каждой вставке 8 выполнен паз, образующий криволинейный канал 9. В криволинейном канале 9 установлен с возможностью перемещения шарик 10. В канале 9 между шари" ком 10 и торцом вращающегося кольца 1 установлен упругий элемент 11. Невращающееся кольцо 3 трения имеет на уплотнительной поверхности гидростатическую камеру 12, соединенную дросселями 13 с уплотняемой полостью 14.

Уплотнение работает следующим образом. . При работе энергомашины, например газотурбинного двигателя, гидростатическая камера 12 обеспечивает бесконтактную работу уплотнения с определенным зазором между кольцами трения 1и 3. Центробежная сила, действую-.щая на шарик 10, уравновешивается нормальной реакцией стенки 15 канала

9 и реакцией деформированного упругого элемента 11. На низкооборотных

50 режимах работы вращающееся кольцо 1 трения прижато к торцу 16 выступа вала 2. При увеличении частоты вращения вала и давления уплотняемой среды увеличивается центробежная сила, действующая на шарик 10, под дей. ствием которой шарик 10 перемещается . вдоль канала 9., деформируя упругий элемент 11. Увеличение усилия, действующего на вращающееся кольцо 1 со стороны упругого элемента 11, приводит к смещению колец 1 и 3 трения в сторону корпуса 4, деформации упругого элемента 5 и соответствующему увеличению силы прижима колец 1 и 3, которое компенсирует избыточное повышение гидростатического усилия в щели. Это предотвращает раскрытие уплотнения. При снижении частоты вращения вала 2 и понижении давления в уплотняемой полости 14 происходит обратный процесс. Под действием упругого элемента 5 кольца 1 и 3 перемещаются в сторону выступа и прижимаются к торцу 16. Марик 10 под действием упругого элемента 11 смещается по каналу 9 на меньший радиус. Усилие прижима снижается и баланс осевых сил обеспечивается при заданной величине зазора. Таким образом, осуществляется непрерывное автоматическое регулирование величины зазора уплотнения.

Необходимый закон изменения усилия прижима колец в зависимости от частоты вращения вала получается путем расчета или экспериментального подбора количества и массы шариков 10, жесткости упругих элементов 11 и кривизны каналов 9. формула и з обретения

1. Торцовое гидростатическое уплотнение с регулируемым зазором, содержащее подвижные в осевом направлении вращающееся и невращающееся кольца трения, вторичные уплотнения, упругий элемент, расположенный в корпусе, и центробежный механизм автоматической регулировки усилия поджима, состоящий из шариков, установленных в каналах, о т л н ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей и повышения надежности, каналы вы" полнены криволинейной формы и в них между шариками, установленными с возможностью перемещения, и торцом вращающегося кольца установлены упругие элементы.

2. Уплотнение по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что ось сечения каналов смещена в сторону оси вала по мере удаления от зоны трения колец трения.