Кольцо самоустанавливающегося газового торцевого уплотнения
Сущность изобретения: спиральные канавки выполнены открытыми на периферии кольца и заканчивающимися на радиусе до внутреннего радиуса кольца. На торцевой поверхности трения кольца выполнен прерывистый кольцевой коллектор, соединенный с концами спиральных канавок в группы с равным количеством канавок. 2 ил.
Изобретение относится к уплотнительной технике, например, для компрессорных машин и насосов, в частности, для нагнетателей природного газа.
Известны конструкции газового торцевого уплотнения со спиральными канавками. Канавки глубиной 3-10 мкм расположены на торцевой поверхности трения таким образом, что при вращении вала под действием сил вязкости газ заходит в канавки и сжимается в них до тех пор, пока силы давления разомкнут торцевые поверхности на величину 2-3 мкм и тем самым трение будет происходить на газовой смазке с минимальной протечкой газа (5-50 л/мин). Известно уплотнение фирмы "Джон Крейн" (прототип), на торцевой поверхности трения одного из колец пары трения расположены спиральные канавки, начинающиеся с периферийного радиуса и оканчивающиеся на определенном радиусе между наружным и внутренним радиусами, при этом соотношение радиусов начала и конца канавок находится в интервале 0,5-0,8. Однако, при малой скорости вращения при пусках или остановках в уплотнениях выделяется слишком много тепла трения, повышается температура колец, что приводит к выходу уплотнений из строя. Это типичный недостаток таких уплотнений и фирма рекомендует на подобных режимах работать минимальное по продолжительности время. Однако, это не всегда можно согласовать с регламентом работы нагнетателя природного газа в составе компрессорной станции. Для того, чтобы уплотнение надежно работало на всех режимах эксплуатации, в самоустанавливающемся газовом уплотнении на кольце со спиральными канавками, начинающимися с периферийного радиуса и заканчивающимися между внутренним и наружным радиусами, на радиусе концов канавок на поверхности трения кольца выполняется прерывистый кольцевой коллектор, соединяющий канавки в группы с равным количеством канавок. На фиг. 1 изображена торцевая поверхность кольца газового уплотнения; на фиг. 2 - графики температуры кольца пары трения в зависимости от скорости вращения. Устройство содержит спиральные канавки 1, расположенные по периметру кольца уплотнения и коллекторы 2, соединяющие канавки в группы. Групп может быть три и более. В каждой группе коллекторы соединяются несколько концов канавок. Количество соединенных канавок в каждой группе одинаковое. Поэтому общее количество канавок кратно количеству групп кольцевого коллектора. Например, если общее количество канавок 12, то коллектор может состоять из 3х групп по 4 канавки в каждой группе, 4х групп по 3 канавки или 6ти групп по 2 канавки Графики температуры фиг. 2, построенные на основании испытаний натурных пар трения, показывают, что пара трения без применения коллекторов (прототип) имеет пик температуры до 120оС при низкой скорости вращения и повышенную температуру (до 80оС) при высокой скорости (график поз. 1). Применение коллекторов позволяет снизить не только температуру пары трения при высокой скорости вращения, но, главное, избежать пика температур в период пуска и остановки, а также работе при низкой скорости вращения (график поз. 2). Работа устройства кольца торцевого уплотнения со спиральными канавками, снабженными коллекторами, заключается в том, что коллекторы компенсируют некоторые неточности изготовления канавок или изменения площади сечения канавок при эксплуатации в результате засорения, налипания смол, соли и т. д. Наличие нескольких отдельных групп в коллекторе способствует возникновению восстанавливающего момента при перекосах пары трения в процессе работы. В комплексе это способствует стабильному поддержанию газового зазора и исключению даже кратковременного касания поверхностей трения на всех режимах работы. График температуры поз. 2 на фиг. 2 показывает, что на всех скоростях вращения вала имеет место только трение в газовой смазке. (56) Газовые сухие уплотнения валов турбомашин, обзорная информация "Компрессорное машиностроение", вып. ХМ-5, ЦИНТИХИМнефтемаш, М. , 1989, с. 6-9. Патент США N 4212475, кл. F 16 J 15/34, 1980.Формула изобретения
КОЛЬЦО САМОУСТАНАВЛИВАЮЩЕГОСЯ ГАЗОВОГО ТОРЦЕВОГО УПЛОТНЕНИЯ со спиральными канавками на торцевой поверхности трения, причем спиральные канавки выполнены открытыми на периферии кольца и заканчивающимися на радиусе до внутреннего радиуса кольца, отличающееся тем, что на торцевой поверхности трения кольца выполнен прерывистый кольцевой коллектор, соединенный с концами спиральных канавок в группы с равным количеством канавок.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Торцевое уплотнение // 2005237
Двустороннее торцевое уплотнение // 2004869
Торцевое уплотнение // 2004868
Плавающее торцевое уплотнение // 2002150
Опорно-уплотнительный узел // 2002149
Торцовое уплотнение вала // 2001337
Уплотнение вала турбокомпрессора // 1827483
Торцовый герметизатор // 1818931
Изобретение относится к области уплотнительной техники, может быть использовано для герметизации вращающихся валов и повышает герметизирующую способность, предотвращает попадание смазки и продуктов износа устройства в герметизируемую полость
Торцовое уплотнение // 1810690
Торцовое уплотнение вертикального вала // 1809219
Втулка объемного нагружения // 2105215
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах для перекачивания жидких водных и эмульсионных составов, нефтепродуктов, слабых щелочей и кислот, молока и жидких молочных продуктов
Торцовое уплотнение вращающегося вала // 2115049
Торцевое уплотнение вращающегося вала // 2116535
Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации вращающихся валов и механизмов
Торцевое уплотнение // 2118729
Изобретение относится к уплотняющим устройствам вращающихся валов насосов машин и аппаратов химической, нефтеперерабатывающей и других отраслей промышленности
Торцевое уплотнение системы кузьмина с.а. // 2118730
Изобретение относится к уплотнениям между подвижными относительно друг друга валом и корпусом гидравлической машины
Уплотнение вала // 2121096
Торцовое уплотнение // 2132504
Уплотнение вала турбокомпрессора // 2133880