Уплотнение вала

 

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в центробежных насосах, компрессорах и других машинах Цель изобретения - повышение надежности уплотнения за счет демпфирования угловых колебаний плавающего кольца Плавающее кольцо 3 прижато к торцовому ушютнительному бурту 7 При концентричном положении плавающего кольца 3 осевая сила равномерно распределена по окружности При смещении кольца 1 в радиальном направлении возникает момент, стремящийся повернуть плавающее кольцо Однако при смещении плавающего кольца 3 появляются неуравновешенные площадки на поверхности трения и возникает момент, стремящийся повернуть кольцо в противоположном направлении и восстановить равновесие Приведены соотношения геометрических размеров торцовых уплотнительных буртов 4 и 7, при которых обеспечивается демпфирование угловых колебаний 5 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 16 J 15 40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

10 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4612634/29 (22) 05.12.88 (46) 23.04.91. Бюл. № 15 (72) В. И. Юрко, В. P. Пшик, Л. В. Черепов и С. К. Пестун (53) 62.762(088.8) (56) Уплотнение и уплотнительная техника.

Справочник. М.: Машиностроение, 1986, с. 317. (54) УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА (57) Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в центробежных насосах, компрессорах и других машинах. Цель изобретения — повышение надежности уплотнения за счет демпфирования угловых колебаний плавающего

ÄÄSUÄÄ 1643834 А 1 кольца. Плавающее кольцо 3 прижато к торцовому уплотнительному бурту 7. При концентричном положении плавающего кольца 3 осевая сила равномерно распределена по окружности. При смещении кольца 1 в радиальном направлении возникает момент, стремящийся повернуть плавающее кольцо.

Однако при смещении плавающего кольца

3 появляются неуравновешенные площадки на поверхности трения и возникает момент, стремящийся повернуть кольцо в противоположном направлении и восстановить равновесие. Приведены соотношения геометрических размеров торцовых уплотнительных буртов 4 и 7, при которых обеспечивается демпфирование угловых колебаний.

5 ил.

1643834

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в центробежных компрессорах, насосах и других роторных машинах.

Цель изобретения — повышение надежности и долговечности работы уплотнения за счет демпфирования угловых колебаний плавающего кольца.

На фиг. 1 — 3 — уплотнение вала, продольный разрез, варианты выполнения; на фиг. 4 — сечение А-А на фиг. 3; на фиг. 5— схема сил, действующих в зазоре.

Уплотнение содержит корпус 1, в расточке 2 которого размещено плавающее кольцо

3 с торцовым уплотнительным буртом 4, установленное с радиальным зазором 6, относительно вала 5 и разделяющее между собой полости высокого Pi и низкого Р2 давлений. При этом на торцовой поверхности 6 расточки 2 корпуса 1 выполнен торцовый уплотнительный бурт 7, контактирующий с торцовым уплотнительным буртом 4 плавающего кольца 3, Наружные и внутренние диаметры уплотнительного бурта

7 корпуса 1 и бурта 4 плавающего кольца 3 связаны между собой следующими соотношениями:

d>)Di+2 (6,+6 );

Й(Р2 — 2(6,+-6 g), где d и D — внутренние диаметры соответственно бурта 7 корпуса 1 и бурта 4 плавающего кольца;

d2 и D — наружные диаметры соответственно бурта 7 корпуса 1 и бурта 4 плавающего кольца 3;

6, — радиальный зазор между кольцом 3 и валом 5;

6p,f — допуск ?IB радиальное биение вала 5.

Корпус 1 может быть выполнен с корпусной втулкой 8, поверхности которой уплотнены относительно корпуса 1 внутренними уплотнениями 9. Плавающее кольцо 3 зафиксировано от окружного проворота, контакт между буртом 4 плавающего кольца 3 и буртом 7 корпуса 1 обеспечивается пружиной О.

Уплотнение вала работает следующим образом.

Плаваюшее кольцо 3 под действием силы упругости пружины 10 и давления жидкости

Р1 прижато уплотнительным буртом 4 к торцовому уплотнительному бурту 7 корп„са или корпусной детали 8. Рабочая жидкость дросселируется через кольцевон зазор 6, между плавающим кольцом 3 и валом 5.

При концентричном положении плавающего кольца 3 относительно уплотнительного бурта 7 корпуса 1 осевая сила, действующая на кольцо 3, равномерно распределена по всей окружности и определяется (без учета эпюры распределения давления в торцовом стыке) из соотношения где P — сила, с которой торцовый бурт 7

5 корпуса 1 действует на плавающее кольцо 3.

При вращении вал 5 совершает вынужденные колебания, размах которых составляет 2 бр.в (бр.в — радиальные колебания вала). При этом плавающее кольцо 3 под действием гидродинамических и гидростатических центрирующих сил F, отслеживает перемещение вала 5.

Между торцовыми уплотнительными буртами 4 и 7 возникает сила трения Т, опре15 деляемая из выражения

Т=f-Fo где f — коэффициент трения.

На фиг. 5 показаны силы, действующие на плавающее кольцо 3 в радиальной плоскости при перемещении его вверх.

В этом случае момент от действия центрирующих сил F, и силы трения Т, отнесенных друг от друга на расстояние в, стре25 мится повернуть плавающее кольцо против часовой стрелки вокруг точки Г, тем самым раскрывая торцовый стык внизу.

Однако при эксцентричном положении плавающего кольца 3 относительно уплотЗО нительного бурта 7 корпуса 1 появляются неуравновешенные площадки Б и В (фиг. 4), соответственно уменьшающие и увеличивающие на осевую силу, действующую на верхнюю и нижнюю половины плавающего кольца 3. При этом от действия этих сил возникает момент.

p= F 42 стремящийся повернуть кольцо 3 вокруг точки Г по часовой стрелке и тем самым препятствующий раскрытию торцового стыка.

Формула изобретения

Уплотнение вала, содержащее корпус, плавающее уплотнительное кольцо с торцовым кольцевым буртом, установленное с ра45 дигльным зазором относительно вала, при этом кольцевой бурт взаимодействует с внутренней торцовой поверхностью корпуса, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения путем демпфирования угловых колебаний плавающего уплотнительного кольца, на внутренней торцовой поверхности корпуса выполнен кольцевой бурт, взаимодействующий с буртом плавающего уплотнительного кольца, при этом геометрические размеры буртов корпуса и плавающего уплотнительного кольца связаны между собой соотношениями

4)Р1+2 (6,+kg);

6ñ где di u Di — внутренние диаметры соответственно бурта корпуса и бурта плавающего уплотнительного кольца; с4 и Рр — наружные диаметры соответственно бурта корпуса и бурта плавающего уплотнительного кольца; радиальный зазор между плавающим кольцом и валом; допуск на радиальное биение вала.

1643834

А-А

Фиг. Ф

Фиг.5

Составитель В. Красильников

Редакгор О. Головач Техред А. Кравчук Корректор М. Самборская

Заказ 1229 Тираж 454 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101