Уплотнение вала

 

Сущность изобретения: в корпусе установлены оребренный внутренний плавающий элемент и наружное плавающее кольцо с кольцевым участком, охватывающее оребрение . В корпусе расположены камеры подвода и отвода уплотняющего масла с подводящими и отводящими перепускными каналами. Плавающий элемент выполнен в виде соосно расположенных кольца и втулки , соединенных по торцу радиальной перемычкой, и подпружинен со стороны уплотняемой среды упругим элементом. Оребрение выполнено на кольце. Кольцевой участок охвачен втулкой, уплотненной относительно корпуса вторичным уплотнением . В втулке выполнены радиальные отверстия , сообщенные с подводящими перепускными каналами в одном из крайних положений элемента. Отводящие каналы в этом положении перекрыты концевым участком втулки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (si)s F 16 J 15/44

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4883100/29 (22) 15.11.90 (46) 23.01.93. Бюл. ¹ 3 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт компрессорного машиностроения Сумского научно-производственного машиностроительного объединения (72) В,В.Ридченко, В.C,Ìàðöèíêîâñêèé, Л,В.Черепов. В.Н.Морозов и В.Е,Сухиненко (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1474366, кл. F 16 J 15/44, 1989. (54) УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА (57) Сущность изобретения: в корпусе установлены оребренный внутренний плавающий элемент и наружное плавающее кольцо с кольцевым участком, охватывающее оребИзобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения валов в насосах, компрессорах и турбинах.

Известна конструкция уплотнения вала, содержащая установленные в корпусе наружное и внутреннее плавающие кольца, охватывающие вал. В такой конструкции уплотнения вала за счет подвода уплотняющего масла обеспечивается запирание газа высокого давления и охлаждение обоих плавающих колец.

Недостатками такой конструкции уплотнения ва-а являются низкая надежность работы уплотнительного узла из-за плохих условий охлаждения плавающих колец и высокой инерционности системы подачи уплотнительного масла. рение. В корпусе расположены камеры подвода и отвода уплотняющего масла с подводящими и отводящими перепускными каналами. Плавающий элемент выполнен в виде соосно расположенных кольца и втулки, соединенных по торцу радиальной перемычкой, и подпружинен со стороны уплотняемой среды упругим элементом, Оребрение выполнено на кольце. Кольцевой участок охвачен втулкой, уплотненной относительно корпуса вторичным уплотнением. B втулке выполнены радиальные отверстия, сообщенные с подводящими перепускными каналами в одном из крайних положений элемента, Отводящие каналы в этом положении перекрыты концевым участком втулки. 1 ил.

Известна конструкция уплотнения вала, принятая в качестве прототипа и содержащая установленные в корпусе оребренное внутреннее и наружное плавающее кольцо с кольцевым участком, охватывающим оребрение, плавающие кольца, камеру подвода и отвода уплотняющего масла и одноименные перепускные каналы в корпусе.

Однако такая конструкция уплотнения вала имеет низкую экономичность из-за необходимости обеспечения значительного перепада давления уплотняющего масла на внутреннем плавающем кольце, который практически всегда выбирается с запасом из-за инерционности системы регулирования. Это приводит к увеличению напорности насосов подачи уплотняющего масла, повышению мощности привода, габаритов и веса, 1789809

Целью предлагаемого изобретения является расширение эксплуатационных возможностей за счет обеспечения минимального перепада давления уплотняющего масла на внутреннем плавающем кол ь це.

Указанная цель достигается тем, что в известной конструкции, содержащей установленные в корпусе оребренный внутренний плавающий элемент:и наружное плавающее кольцо с кбльцевым участком, охватывающим оребрение, камЬры подвода и отвода уплотняющего масла с подводящими и отводящими перепускными каналами в корпусе и одноименные перепускные каналы в корпусе, согласно изобретению, внутренний плавающий элемент выполнен в виде соосно расположенных кольца и втулки, соединенных по торцу радиальной перемычкой, и подпружинено со стороны уплотняемой среды упругим элементом, при этом оребрение выполнено на упомянутом кольце, а кольцевой участок наружного плавающего кольца охвачен втулкой, уп,:отненной относительно корпуса вторичным уплотнением, прием во втулке выполнены радиальные отверстия с подводящими перепускными каналами в одном из крайних положений внутреннего плавающего элемента, при этом отводящие перепускные каналы в этом положении внутреннего плавающего элемента перекрыты концевым участком втулки.

Таким образом, предлагаемая конструкция уплотнения вала обладает следующ;;;. и существенными признаками; — внутренний плавающий элемент подпружинен со стороны уплотняемого газа при помощи упругого элемента, что позволяет обеспечить минимальный перепад уплотняющего масла на внутреннем плавающем кольце и обеспечить подачу уплотняющего масла в камеру между кольцами в начальный период пуска; — внутренний плавающий элемент выполнен в виде соосно расположенных кольца и втулки, соединенных по торцу перемычкой, при этом втулка охватывает кольцевой участок наружного плавающего кольца, что позволяет совместить функции уплотнительного кольца с функциями регулятора подачи и давления уплотняющего масла; — кольцевая втулка уплотнена относительно корпуса при помощи вторичного уплотнения, например, в виде эластичного кольца, что позволяет предотвратить перетечки уплотняющего масла по периферийной поверхности кольца в маслогазовую камеру; — в кольцевой втулке выполнены радиал ьн ые отверстия, размещенные с возмо>кностью сообщения с подводящими перепускными каналами, что позволяет осуществить подвод уплотняющего масла в камеру между кольцами, а из нее в дросселирующие зазоры между кольцами и валом; — концевой участок втулки установлен с возможностью перекрытия отводящих перепускных каналов корпуса, что позволяет повысить давление уплотняющего масла в камере между кольцами и не допустить прорыва уплотняемого газа в атмосферу, Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где представлена прЕдлагаемая конструкция уплотнения вала, продольный разрез (с двумя поло>кениями внутреннего плавающего кольца).

Уплотнение вала содержит установленные s корпусе 1 внутренний плавающий элемент 2 и наружное плавающее кольцо 3.

Плавающий элемент 2 выполнен в виде соосно расположенных кольца 4 и втулки 5, соединенных по торцу перемычкой 6. Элемент 2 подпружинен со стороны уплотняемой среды упругим элементом 7, при этом на кольце 4 выполнено оребрение 8. А втулка 5 уплотнена относительно корпуса 1 вторичным уплотнением 9 и в ней выполнены радиальные отверстия 10, Наружное плавающее кольцо 3 выполнено с кольцевым участком 11, который охватывает оребрение 8, а сам кольцевой участок 11 охвачен втулкой

5. Кроме того, в корпусе 1 выполнены перепускные каналы 12 и 13 и камеры подвода

14 и отвода 15 уплотняющего масла. Концевой участок 1б втулки 5 установлен с возможностью перекрытия отводящих перепускных каналов 13. Втулка 5, внутренний плавающий элемент 2 и наружное кольцо 3 образуют кольцевую полость 17.

Уплотняющее масло под давлением, превышающим давление уплотняемого газа, из камеры 14 подвода и перепускным каналом 12 подается через радиальные отверстия 10, Из кольцевой полости 17 часть уплотняющего масла подается в дросселирующий зазор между внутренним кольцом 2 и валом, препятствуя тем самым прорыву газовой среды, а часть уплотняющего масла попадает в дросселирующий зазор между наружным плавающим кольцом 3 и валом и затем на слив в масляный бак (не показан), где отстаивается, разгазируется и после очистки направляется вновь в камеру подвода 14. При этом наиболее нагруженным оказывается внутреннее уплотнительное

1789809

40

55 кольцо 2 и для его охлаждения используется полный распад уплотняющего масла, которое, проходя оребрение 8, способствует максимальному охлаждению внутреннего плавающего кольца, Помимо роли уплотняющего кольца, внутреннее уплотнительное кольцо 2 выполняет роль регулятора расхода и давления уплотняющего масла в полости 17. При этом с повышением давления уплотняемого газа и частично под действием упругого элемента 7 внутреннее плавающее кольцо 2 перемещается в сторону наружного плавающего кольца 3, перекрывая тем самым концевым участком 16 втулки

15 отводящие перепускные каналы 13, что предотвращает слив масла в камеру отвода

Формула изобретения

Уплотнение вала, содержащее установленные в корпусе оребренный внутренний плавающий элемент и наружное плавающее кольцо с кольцевым участком, охватывающее оребрение, камеры подвода и отвода уплотняющего масла с подводящими и отводящими перепускными каналами в корпусе, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что внутренний плавающий элемент выполнен в виде соосно расположенных кольца и втулки, соединенных по торцу радиальной перемычкой, и подпружинен со стороны уплотняемой сре15 и способствует повышению давления уплотняющего масла в полости 17. С повышением давления масла в полости 17 внутреннее кольцо 4 заодно с втулкой 5 пе5 ремещается в сторону уплотняемого газа, перекрывая тем самым подвод масла по каналу 12 в полость 17 и открывая слив из нее в камеру отвода 15.

10 При стабилизации работы машины устанавливается положение внутреннего плавающего кольца 2, обеспечивающее минимальный перепад на этом кольце 2 и минимальную подачу уплотняющего масла, 15 что позволяет расширить эксплуатационные возможности, ды упругим элементом, при этом оребрение выполнено на упомянутом выше кольце, а

20 кольцевой участок наружного плавающего кольца охвачен втулкой, уплотненной относительно корпуса вторичным уплотнением, причем во втулке выполнены радиальные отверстия, сообщенные с подводящими пе25 репускными каналами в одном из крайних положений внутреннего плавающего элемента, при этом отводящие перепускные каналы в этом положении внутреннего плавающего элемента перекрыты концевым

30 участком втулки.

1789809

g 75 3 0 (5 10

Составитель Г.Громыко

Техред М.Моргентал Корректор M.Àíäðóøåíêî

Редактор

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

Заказ 341 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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