Уплотнение вала ротора центробежного компрессора

 

Изобретение относится к уплотнительной технике, а именно к уплотнениям валов центробежных компрессоров. Цель изобретения - повышение надежности уплотнения за счет исключение контакта уплотнительного кольца 3 и вала при малых оборотах вращения вала. При отсутствии вращения за счет разности между полос ями 4, 5 происходит обжатие консольного участка 7 втулки 6 с образованием конфузорного зазора между уплотнительным кольцом 3 и втулкой б. Конфузорный зазор приводит к возникновению гидростатической силы, которая препятствует контактированию втулки 6 и уплотнительКОЕ с кольца 3. При рабочей частоте вращеки - за счет действия центробежной силы ко,фузорность уменьшается до оптимальной величины, необходимой для обеспечения работоспособности уплотнения на рабочмх оборотах. 3 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s F 16 J 15/44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР :-: вж .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, 1

17

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21} 4670527/29 (22) 03.04.89 (46) 15.04.91. Бюл. М 14 (71) Производственное объединение "Не-. вский завод" им. В. И, Ленина (72) Х. И. Муратов и А. Н. Васильев (53) 62.762.(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1257345, кл. F 16 J 15/44; 1986. (54) УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА РОТОРА ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА (57) Изобретение относится к уплотнительной технике, а именно к уплотнениям валов центробежных компрессоров. Цель изобретения — повышение надежности уплотнения

„„Я3„„1642141 А1 за счет исключения контакта уплотнительного кольца 3 и вала при малых оборотах, вращения вала. При отсутствии вращения эа счет разности давл"..Ний между полостями 4, 5 происходит обжатие консольного участка

7 втулки 6 с образованием конфузорного зазора между уплотнительным кольцом 3 и втулкой 6. Конфузорный зазор приводит к возникновению гидростатической силы, которая препятствует контактированию втулки 6 и уплотнитель,.ого кольца 3. При рабочей частоте вращени; за счет действия центробежной силы конфузорнасть уменьшается до оптимальной величины, необходимой для обеспечения работоспособности уплотнения на рабочих оборотах. 3 ил.

1642141

Изобретение относится к уплотнительной технике, а именно к уплотнениям валов центробежных компрессоров, Цель изобретения — повышение надежности уплотнения.

На фиг. 1 показано уплотнение вала. разрез, эпюра распределения величиныдеформации от давления уплотняемай среды при неподвижном вале; на фиг, 2 — уплотнение вала при рабочей частоте вращения, эп юра распределения величин ы деформации ат центробежной силы; на фиг. 3 — сопоставление эпюр деформации вала от сил давления и центробежной силы при рабочей частоте вращения, Уплотнение вала 1 -содержит установленное в корпусе 2 уплотнительное кольцо

3, разграничивающее полость 4 высокого давления in полость 5 низкого давления компрессора. Уплотнительнае кольцо 3 охватывает. закрепленную на валу 1 втулку 6 с радиально зазором д . Втулка 6 имеет консольный участок 7, расположенный со стороны волости 4 высокого давления и образующий кольцевую камеру 8 между внутренней поверхностью 9 втулки 6 и валом 1.

Резиновое кольца 10 герметизирует кольцевую камеру 8 относительно полости 4 высокого давления. Кольцевая .камера .8 сообщена каналами 11 с полостью 5 низкого давления.

Уплотнение работает следующим абразом

При отсутствии вращения после появления разности давлений между полостями 4 и 5 через радиальный зазор :д уплотняющая жидкость протекает из полости 4 высокого давления s полость5 низкого давления компрессора. При этом давление в зазоре линейно падает от Р1 в полости 4 до Р2 в полости 5. Вследствие того, что кольцевая камера 8.сообщена каналами 11. с полостью.

5 низкого давления перепад давления Л P . действует снаружи втулки 6 и обжимает последнюю, создавая линейно уменьшающиеся напряжение сжатия в стенке консольного участка 7. В результате последний деформируется в радиальном направлении, Поскольку . величина деформации Л Rq уменьшается вдоль -зазора в направлении протечек q, консольный участок 7 приобретает коническую форму; а зазор д — конфузорный характер, Конфузорный характер движений уплатняющей жидкости в зазоре д приводит к появлению гидростатиче-. ской центрирующей силы, которая обеспечивает всплытие уплотнительного кольца 3 относительно консольного участка

7, втулки 6 и исключает контакт между ними в момент трогания ротора, .

После пуска при малой скорости вращения вала 1 напряжения сжатия остаются близкими к максимальным, так как центробежная сила, создающая радиальные растягивающие напряжения в стенке консольного участка 7, мала. Вследствие этого канфузорность зазора, а следовательно, и гидростатическая центрирующая сила, действующая на уплотнительное кольцо 3, име10 ют величины близкие к максимальным. Это гарантирует отсутствие контакта во время набора оборотов между уплотнительным кольцом 3 и консольным участком 7, исключает взаимный износ трущихся поверхностей, . сохраняет заданную величину зазора д и обеспечивает стабильность характеристик уплотнения.

После выхода вала 1 на рабочие частоты вращения на консольный участок 7 втулки 6 начинает действовать- центробежная сила.

Указанная центробежная сила при.отсутст20 вии (уславйо) перепада давления (Л Р= О) 25 создавала бы растягивающие напряжения в стенке консольного участка 7, в результате чего стенка консольного участка 7 деформировалась бы условно в соответствии с эпюрой на фиг. 2. консольный участок 7,одновременно с центробежной силой действует, перепад давления Ь Р; направленный противоположно действию. центробежной силы. При этом радиальные напряжения сжатия в стенке втулки 6 задаются такой величины, чтобы они несколько превышали радиальные напряжения растяжения от центробежной силы с тем, чтобы гарантировалась

40 некоторая конфузорнасть зазора в направлении протачек Q при частотах вращения ротора равных рабочим.

Внутренняя поверхность консольного

45 участка может иметь, например, конусную криволинейную форму в соответствии с заданным законам изменения кривизны образующей, при котором выполнялось бы условие примерного равенства деформации

50 консольного участка 7 от давления и центробежной силы на рабочих частотах вращения ротора, Формула изобретения

Уплотнение вала ротора центробежного

55 компрессора, содержащее корпус, плавающие уплотнительнае кольцо, разделяющее полости высокого и низкого давления, втулку, закрепленную на валу ротора, снабженную консольным участком; образующим

30 При работе центробежного компрессора на рабочих частотах вращение на

1642141 7 Я между втулкой и валом кольцевую камеру, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, консольный участок втулки расположен со стороны полости высокого давления, кольцевая камера выполнена герметичной относительно этой полости и сообщена каналами с полостью низкого давления. ,5

1642141

Составитель В.Красильников

Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик

Редактор М;Келемеш

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

Заказ 1135 . Тираж 452 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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