Уплотнение вращающегося вала
Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения вращающихся валов в насосах, компрессорах и турбомашинах. Цель изобретения - повышение надежности в работе. Уплотнение содержит установленное в корпусе 1 с зазором 2 относительно уплотняемого вала 3 плавающее кольцо 4 с торцовым уплотнительным элементом 5 и камеру 6 подвода затворной среды. Кольцо 4 выполнено составным из нескольких сегментов и промежуточных вставок клиновидного сечения. При этом сегменты и вставки жестко соединены между собой, причем вставки выполнены из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала сегментов кольца. Относительно продольной оси уплотнения вставки могут быть расположены поперечно, продольно или под углом. При дросселировании затворной среды в зазоре 2 между кольцом и валом происходит разогрев кольца, при этом вследствие разности коэффициентов линейного расширения материалов вставок и сегментов начальная цилиндрическая форма внутренней рабочей расточки кольца трансформируется в многоклиновую, происходит саморегулирование зазора между кольцом и валом, что уменьшает износ кольца и увеличивает ресурс и надежность работы уплотнения. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
союз соВетских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 F 16 J 15/44
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Риг. 1 (21) 4484557/25-29 (22) 20.09.88 (46) 07.07.90. Бюл, ¹ 25 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт компрессорного машиностроения (72) В,В.Усенко, Л,В,Черепов, В.С.Марцинковский v Е,Д.PoroaoA (53) 62.762 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 1364813, кл, F 16 J 15/44, 1986. (54) УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА (5?) Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения вращающихся валов в насосах, компрессорах и турбомашинах, Цель изобретения — повышение надежности в работе. Уплотнение содержит установленное в корпусе 1 с зазором 2 относительно уплотняемого вала 3 плавающее кольцо 4 с торцовым уплотнительным элементом 5 и камеру
„, А2„„1576754 А1
6 подвода затворной среды. Кольца 4 выполнено составным из нескольких сегментов и промежуточных вставок клиновидного сечения. При этом сегменты и вставки жестко соединены между собой, причем вставки выполнены из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала сегментов кольца. Относительно продольной оси уплотнения вставки могут быть расположены поперечно, продольно или под углом. При дросселировании затворной среды в зазоре 2 между кольцом и валом происходит разогрев кольца, при этом вследствие разности коэффициентов линейного расширения материалов вставок и сегментов начальная цилиндрическая форма внутренней рабочей расточки кольца трансформируется в многоклиновую, происходит саморегулирование зазора между кольцом и валом, что уменьшает износ кольц а и увеличивает ресурс и надежность работы уплотнения. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. б Ф
1576754
Изобретение относится к уплотнитель ной технике и может быть использовано для уплотнения вращающихся валов в насосах, компрессорах и турбаагрегатах.
Цель изобретения — повышение надежности в работе.
На фиг.1 изображена уплотнение, продольный разрез; на фиг,2 — сечение А-А на фиг.1 (при поперечном расположении вставок); на фиг,З вЂ” сечение Б-Б на фиг.1 {при продольном расположении вставок); на фиг.4 — сечение В-В на фиг,1(при наклонном расположении вставок).
Уплотнение содерх<ит установленное в корпусе 1 с зазором 2 относительно уплатняемого вала 3 плавающее кольца 4 (- торцовым уплотнителbíûfn элементами 5 iff камеру б подвода затворной среды, Торцовый уплотнител ный элемент 5 плавак гцега кольца 4 может бгыть выполнен за одно це, лое с последним в виде пояска или обьемным в виде аезиноваго кольиа размещенного в кольцевом пазу. Плава ащее кольцо 4 выполнено составным из нескольких сегментов 7 и промежуточных вставок 8, жестко соединенных с сегментами 7 посредством сварки или пайки, причем в качестве материала вставок и сварочного или припайного материала применен материал с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала сегментов 7 плавающего кольца 4. Например, сегменты
7 плавающего кольца 4 выполнены из Ст, 2Î, а в качестве сварочного или г рипойнаго материала или материала вставки 8 применены соответственно материалы на основе никель-хром или латуни, т.е, проволоки ЛО6Х19Н9Т или ЛК62, Вставки 8 между сегментами 7 плавающего кольца 4 выполнены клиновидного сечения и могут быть определенно ориентированы относительно продал ьной оси уплотнения, при этом fl ðè поперечном расположении вставок 8 узкая их часть располагается на наименьшем радиусе кольца 4, при продольном расположении вставок 8 узкая их часть pacflonaãaåòca со стороны торцового уплотнительно: о элемента 5, а при располох<ении вставок 8 flQp углом к f ipopQльной ocN iff fo i HBH YiR ii:- i
Уплотнение вращающегося вал--.. работает следующим Q6paaoM, После изготовления плавающего кольца 4 его ьнутренняя рабочая расточка имеет сравнительную цилиндрическую форму, так как производство и контроль его происходит обычно при 16 — 26 С, С установкой плавающего кольца 4 Ha;nauJfnH I и паи вращении вала 3 и подаче затворной среды в камеру 6 эта среда, дросселируясь в уплотнительном зазоре 2 между кольцом и валом нагревается, передавая тепло плавающему кольцу 4. Поскольку плавающее кольцо 4 выполнено из неоднородного материала и материал сварных или паяных стыков и вставки 8 имеет коэффициент линейного расширения больший, чем материал сегментов 7 плавающего кольца, то на рабочем режиме, обычно имеющем температуру 6О—
50 С, из-за неодинаковых величин расширения ега составных частей рабочая цилиндричес:<ая форма расточки изменяется на мнагоклиновую. Так, при поперечном расположении li-образных форм стыков и вставок 8, когда узкие части их размещены на
:: аименьшем радиусе плавающего кольца 4 ча рабочем режиме уплотняющая расточка приобретает форму многоклиновых параллельных расточек, а при продольном расположении V-образных стыков, когда узкие части их находятся у торцового уплотнительного элемента плавающего кольца на рабочем режиме уплотняющая растачка приобретает конфузорную форму с незначительными свойствами многоклиновой расточки, Каждая из перечисленных форм имеет положительные свойства и для реализации совокупности этих свойств предусмотрено расположение вставок под углом к продольной. оси уплотнения, при котором узкая часть этой формы вставки 8 размещена на наименьшем радиусе детали плавающего кольца у его торцового уплотни тельного элемента. Такое расположение сварных стыков и вставок 8 обеспечивает приобретение рабочей расточкой свойств конфузорной многоклиновой формы, гарантиру ащей самоцентрирование плавающего кольца на всех режимах без применения дорогостоящих механических операций для. реализации идентичных свойств устройства, При этом отклонение плотности тарцовай упорной поверхности плавающ га кольц не будет иметь отрицательных моМВНУоВ, если данное устройство будет применено при малых перепадах давления в сочетании с резиновым торцовым уплотнительным элементом, т.е. данное устройство будет успешно работать в качестве внутреннего уплотнительного кольца, Таким образом, предлагаемая конструкция уплотнения вращающегося вала обладает более высокой надежностью за счет саморегулирования величинь, зазора между валом и плавающими кольцами, что обеспечивает оптимальный тепловой режим уплотнения, повышает ега несущую и центрирующую способности, а также проти1576754
Формула изобретения
Саста вител ь Г. Щурен ко
Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Н.Ревская
Редактор Г.Гербер
Заказ 1839 Тираж 570 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35. Раушская наб„4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 возадирные свойства. Кроме того, такое выполнение конструкции уплотнения позволяет уменьшить гарантированную величину зазора между плавающими кольцами и валом и тем самым значительно повысить уп- 5 лотняющую споссбность уплотнения.
Саморегулирование величины зазора позволяетуменьшить износ плавающего кольца и увеличить ресурс и надежность работы уплотнения, 10
1. Уплотнение вращающегося вала, содержащее установленное в корпусе с заза- 15 ром относительно вала плавающее кольцо с торцовым уплотнительным элеMåнтом и камеру подвода затворной среды, причем плавающее кольцо выполнено составным из нескольких сегментов, между которыми 20 расположены промежуточные вставки, выполненные из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала плавающего кольца, о т л и ч а и— щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, промежуточные вставки выполнены клиновидного сечения и жестко соединены с сегментами плавающего кольца, 2, Уплотнение по п,1, о т л и ч à ю щ е ес я тем, что вставки расположены поперечно относительно продольной оси уплотнения, при этом узкая часть вставок расположена на наименьшем радиусе плавающего кольца.
3. Уплотнение по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что вставки расположены продольно относительно продольной оси уплотнения, при этом узкая часть вставок расположена со стороны торцового уплотнительного элемента плавающего кольца.
4, Уплотнение по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что вставки расположены под углом относительно продольной оси уплотнения, при этом узкая часть вставок расположена на наименьшем радиусе плавающего кольца со стороны его торцового уплотнительного элемента.
