Газодинамическое лабиринтное уплотнение подвижных соединений

 

Газодинамическое лабиринтное уплотнение подвижных соединений относится к области общего машиностроения и может быть использовано в разных отраслях народного хозяйства с целью повышения эффективности работы бесконтактных лабиринтных уплотнений. Уплотнение содержит участвующие во взаимном соосном вращении друг относительно друга элементы, отделенные уплотняемым промежутком, выполненным в виде чередующихся между собой парных кольцевых выступов и впадин, образующих своими кромками лабиринтные щели, сквозь которые пропускается уплотняющий газ. На лицевые поверхности кольцевых выступов вращающихся элементов нанесены прямые не сужающиеся в своем поперечном сечении косоугольные пилообразные насечки. Контуры насечек образуют лопатки осевых или центробежных компрессоров, обеспечивая условия для оптимального сжатия или расширения газа в уплотнения. 2 ил.

Изобретение относится к области общего машиностроения и может быть использовано в разных отраслях народного хозяйства для повышения эффективности работы бесконтактных лабиринтных уплотнений вращающихся подвижных соединений, функционирующих в условиях оптимальных зазоров, давлений и скоростей при значительном загрязнении окружающей среды.

В общем машиностроении довольно широко известны разнообразные бесконтактные лабиринтные уплотнения подвижных соединений [1 - 5].

Из известных уплотнений самым близким по технической сущности является лабиринтное уплотнение гидростатических подшипников шпинделя узла шлифовальной бабки бесцентрового круглошлифовального станка [4], содержащее как минимум два участвующих во взаимном соосном вращении друг относительно друга элемента, отделенных уплотняемым промежутком, выполненным в виде чередующихся между собой парных кольцевых выступов и впадин, образующих своими кромками лабиринтные щели, сквозь которые пропускается уплотняющий газ (сжатый воздух).

В известном уплотнении на лицевых видимых после разъединения элементов поверхности кольцевых выступов отсутствуют сколько-нибудь заметные кольцевые или какие-либо ряды прямых располагающихся под углом к направлению пропускания сжатого воздуха и косоугольных не сужающихся в своем поперечном сечении пилообразных пазов или насечек, наличие которых могло бы способствовать более равномерному нагнетанию сжатого воздуха в пространство лабиринтных щелей, тем самым создавая дополнительные препятствия на пути вытекания жидкой смазки из полости гидростатических подшипников, а также проникания внешних загрязнений, что приводит к довольно существенному снижению положительного эффекта от использования этого уплотнения.

Отрицательной чертой известного уплотнения является также его практически полная зависимость от внешнего источника энергии, которая не позволяет обеспечивать автономную работу уплотнения.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности уплотнения и обеспечение возможностей для его автономной работы.

С упомянутой целью в новом уплотнении на лицевых поверхностях кольцевых выступов вращающихся элементов выполнены кольцевые же ряды прямых расположенных под углом к направлению пропускания уплотняющего газа и не суживающихся в своем поперечном сечении косоугольных пилообразных насечек, контуры которых образуют лопатки осевых или центробежных компрессоров, при этом геометрические параметры насечек и угол их наклона к направлению пропускания уплотняющего газа соответствуют условиям оптимального сжатия или расширения газа в уплотнении.

На фиг. 1 представлен общий вид возможного варианта исполнения газодинамического лабиринтного уплотнения подвижных соединений.

Предлагаемое уплотнение содержит два участвующих во взаимном соосном вращении друг относительно друга элемента: вал 1 и втулку 2, разделенных уплотняемым промежутком, выполненным в виде чередующихся между собой парных кольцевых выступов 3 и впадин 4, образующих своими кромками лабиринтные щели 5, сквозь которые пропускается уплотняющий воздух B.

На лицевые поверхности 6 кольцевых выступов 3 вала 1 нанесены кольцевые ряды прямых расположенных под углом наклона α к направлению пропускания уплотняющего воздуха B и не сужающихся в своем поперечном сечении косоугольных пилообразных насечек 7, контуры которых образуют лопатки 8 осевого или центробежного компрессоров, причем угол наклона α и геометрические параметры H,β и γ (фиг. 2) насечек 7 обеспечивают условия для оптимального сжатия или расширения уплотняющего воздуха B в уплотнении.

Уплотняющий воздух B, поступающий в уплотняемый промежуток по пропускным каналам 9 во втулке 2, захватывается лопатками 8 осевого и центробежного компрессоров и под давлением нагнетается в пространство лабиринтных щелей 5, где, будучи сжатым, удерживает напор уплотняемой смазки C, а расширяясь, препятствует проникновению загрязнений извне.

Источники информации.

1. Васильцов Э.А. Бесконтактные уплотнения. - Л.: Машиностроение, 1974.

2. Макаров Г.В. Уплотнительные устройства. - Л.: Машиностроение, 1973.

3. Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. В 2-х кн. Кн. 1 /Под ред. П.Н. Учаева. - Изд. 3-е, испр. - М.: Машиностроение, 1988.

4. Станок бесцентровый круглошлифовальный модели ME297C1 (C2). Руководство по эксплуатации ME297C100-000-00РЭ, 1974.

5. Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник /Под общ. ред. А.И. Голубева и Л.А. Кондакова. - М.: Машиностроение, 1986.

Формула изобретения

Газодинамическое лабиринтное уплотнение подвижных соединений, содержащее как минимум два участвующих во взаимном соосном вращении друг относительно друга элемента, отделенных уплотняемым промежутком, выполненным в виде чередующихся между собой парных кольцевых выступов и впадин, образующих своими кромками лабиринтные щели, сквозь которые пропускается уплотняющий газ, отличающееся тем, что на лицевых поверхностях кольцевых выступов вращающихся элементов выполнены кольцевые ряды прямых располагающихся под углом к направлению пропускания уплотняющего газа и не сужающихся в своем поперечном сечении косоугольных пилообразных насечек, контуры которых образуют лопатки осевых или центробежных компрессоров, причем угол наклона насечек к направлению пропускания уплотняющего газа и их геометрические параметры выбраны из условия оптимального сжатия или расширения газа в уплотнении.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2