Бесконтактное уплотнительное устройство

 

Использование: для уплотнения вращающихся валов гидромашин. Сущность изобретения: импеллер открытого типа, выполненный в виде закрепленного на валу диска с радиальными лопатками на его базовой поверхности, расположен в кольцевой камере корпуса с осевыми зазорами между торцевыми поверхностями лопаток и ответной торцевой плоской стенкой камеры и с радиальными зазорами между внешними кромками лопаток и цилиндрической поверхностью камеры. Расстояние от внешних кромок смежных лопаток или их групп до оси диска выполнено циклически переменным в окружном направлении. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к бесконтактным уплотнительным устройствам импеллерного типа вращающихся валов гидромашин.

Из анализа уровня техники известны гидродинамические импеллеры уплотнения[1] Наиболее близким техническим решением к изобретению является уплотнение с открытым импеллером в виде закрепленного на валу диска с радиальными лопатками (выступами или впадинами), расположенного в кольцевой камере корпуса с осевым зазором между торцевыми поверхностями лопаток и ответной торцевой плоской стенкой камеры корпуса и с одинаковыми радиальными зазорами между внешними кромками лопаток и цилиндрической поверхностью кольцевой камеры корпуса [2] Описанное уплотнение не позволяет обеспечить высокую герметизирующую способность при режимах работы машины с высоким перепадом давления на уплотнении и в ряде других случаев.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка устройства, позволяющего устранить указанный недостаток.

Технический результат от использования предлагаемого изобретения состоит в повышении эффективности герметизации.

Достигается это тем, что в известном устройстве, включающем вал, корпус, а также импеллер открытого типа в виде закрепленного на валу диска с радиальными лопатками на его базовой поверхности, расположенного в кольцевой камере корпуса с осевыми зазорами между торцевыми поверхностями лопаток и ответной торцевой плоской стенкой камеры корпуса и с радиальными зазорами между внешними кромками лопаток и цилиндрической поверхностью кольцевой камеры корпуса, расстояние от внешних кромок смежных лопаток или их групп до оси диска выполнено циклически переменным в окружном направлении.

На фиг. 1 изображен продольный разрез устройства; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из вала 1, корпуса 2 и закрепленного на валу 1 расположенного в кольцевой камере 3 корпуса 2 диска 4 с радиальными лопатками 5 на его базовой поверхности 6. Осевые зазоры 7 между торцевыми поверхностями 8 лопаток 5 и ответной плоской торцевой стенкой 9 камеры 3 постоянны в окружном направлении, а радиальные зазоры 10 между внешними кромками 11 смежных лопаток 5 (или групп лопаток) и цилиндрической поверхностью 12 камеры 3 переменны, так как расстояние от внешних кромок смежных лопаток 5 (или их групп) до оси диска выполнено циклически переменным в окружном направлении.

Лопатки могут быть выполнены одинаковыми по длине и размещены по одной или группами на диске 4 с циклически переменным в окружном направлении расстоянием от внешней кромки 11 лопаток 5 до оси диска 4. Может быть также комбинированный вариант, как по длине лопаток 5, так и по их размещению на базовой поверхности 6 диска 4, с обеспечением циклически переменного по окружности радиального зазора 10.

Устройство работает следующим образом.

При вращении вала 1 рабочая жидкость в полостях уплотнения находится в сложном движении как в осевом, так и в радиальном направлениях. Наличие циклически переменного в окружном направлении радиального зазора 10 между внешними кромками 11 лопаток 5 и цилиндрической поверхностью 12 корпуса 2 означает, что помимо лопаток 5 на жидкость в зазоре 10 дополнительно воздействует ряд своеобразных "лопаток", обусловленных наличием кромок 11, одной или групп, выступающих в радиальном направлении относительно смежных лопаток (или их групп). Количество таких "лопаток" определяется числом циклов или волн, изменением зазора 10 в окружном направлении. Эти "лопатки" оказывают дополнительное механическое воздействие на жидкость, что существенно изменяет картину течения жидкости, приводит к дополнительной турбулизации потока и к увеличению гидравлического сопротивления всего тракта и в итоге к повышению эффективности герметизации.

Формула изобретения

БЕСКОНТАКТНОЕ УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, включающее вал, корпус, импеллер открытого типа в виде закрепленного на валу диска с радиальными лопатками на его базовой поверхности, расположенного в кольцевой камере корпуса с осевыми зазорами между торцевыми поверхностями лопаток и ответной торцевой плоской стенкой камеры корпуса и с радиальными зазорами между внешними кромками лопаток и цилиндрической поверхностью кольцевой камеры корпуса, отличающееся тем, что расстояние от внешних кромок смежных лопаток или их групп до оси диска выполнено циклически переменным в окружном направлении.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2