Динамическое уплотнение

 

<„>918613

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт..свид-ву— (22) Заявлено 19.08.80 (21) 2972223/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет —. (51) М.К .

F 16 J 15/447

Государственный комлтет

Опубликовано 07.04.82. Бюллетень № 13 (53) УДК 62-762. .233 (088.8 ) ло делам нзооретеннй н открытий

Дата опубликования описания 07.04.82 (72) Автор изобретения

Е. Г. Мясковский

И." д;:дар. к!, .4. ь (71) заявитель (54) ДИНАМИЧЕСКОЕ УП,ЛОТНЕНИЕ

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к динамическим уплотнениям винтового, лабиринтно-винтового, центробежного, вихревого и других типов;

Известно лабиринтно-винтовое динамическое уплотнение, состоящее из вала, вращающегося с зазором внутри неподвижной гильзы, на внутренней поверхности гильзы и наружной поверхности вала выполнены многозаходные нарезки разного направления (1) .

Недостатками известного уплотнения является то, что его напор, а следовательно, и удерживаемое давление сравнительно невелики, поскольку оно работает на уплотняемой жидкости.

Известно также динамическое уплотнение лабиринтно-винтового типа, в котором на одном валу установлены рабочий орган и затворный элемент, разъединенные расположенной между ними полостью (2).

Повышение удерживаемого давления в этом устройстве возможно практически только за счет увеличения габаритов уплотнения или скорости вращения вала, что не всегда бывает возможно.!

Целью изобретения является повышение удерживаемого уплотнением давления при тех же габаритах, или, что то же, уменьшение габаритов при той же величине удерживаемого давления.

Поставленная цель достигается за счет того, что затворный элемент расположен со стороны уплотняемой полости, рабочий зазор уплотнения и полость между рабочим органом и затворным элементом заполнены рабочей средой с высоким удельным весом, уплотнение снабжено улавливающим рабочую среду при остановке вала устройством, которое гидравлически связано с полостью между рабочим органом и затворным элементом и/или с рабочим зазором уплотнения.

Улавливающее рабочую среду устройство может быть выполнено в виде двухкамерной полости с разделительным элементом, при этом одна из камер связана с полостью го между рабочим органом и затворным элементом и/или с рабочим зазором уплотнения, а другая камера связана с уплотняемой полостью.

Улавливающее рабочую среду устройство может быть выполнено в виде дифферен918613 циального гидроцилиндра, а разделительный элемент в виде дифференциального поршня, который может быть подпружинен.

Для обеспечения тонкой регулировки момента подачи рабочей среды в рабочий зазор уплотнения межпоршневая полость

5 дифференциального цилиндра может быть связана с источником регулирующего давления, Для повышения надежности улавливания рабочей среды при остановке вала, особенно в уплотнениях винтового и лабиринтно-вин- 1о тового типов при горизонтальном расположении вала, рабочий орган и затворный элемент могут быть выполнены коническими с увеличением диаметра в сторону полости между ними.

На чертеже приведено динамическое уплотнение, выполненное применительно к лабиринтно-винтовому уплотнению с горизонтальным расположением вала, вариант.

На валу 1 и в корпусной детали 2 выпол20 пены многозаходные нарезки разного направления, образующие лабиринтно-винтовое уплотнение с рабочим органом 3, которое вместе со стояночным уплотнением 4 герметизирует зазор между валом и корпусом.

В рабочем зазоре 5, а также в полости 6 2s между рабочим органом 3 и затворным элементом 7 находится рабочая среда, представляющая собой жидкость с высоким удельным весом. Затворный элемент 7, выполненный также в виде лабиринтно-винтового импеллера, предотвращает попадание рабочей среды в уплотняемую полость 8 и перемешивание ее с уплотняемой редой.

Дополнительно для той же цели установлено уплотнительное кольцо 9. Полость 6 гидравлически связана с рабочей полостью зз

IO улавливающего рабочую среду устройства, которое в данном варианте выполнено в виде дифференциального гидроцилиндра l l. Управляющая камера 12 дифференциального гидроцилиндра 11 связана каналом 13 с уплотняемой полостью 8. В ка- 40 нале 13 может быть установлен регулируемый клапан (на чертеже не показан) для регулировки момента начала подачи рабочей среды в уплотнение. Для повышения надежности и быстродействия устройства дифференциальный поршень 14 подпружинен элементом 5, а межпоршневая полость 16 соединена при помощи канала 17 с атмосферой, дренажом или источником (на чертеже не показан) управляющего давления. Для восполнения расходуемой рабочей среды имеет- 50 ся канал 18, связывающий полость 10 с источником подпитки.

Уплотнение работает следующим образом.

При вращении вала 1 в уплотняемой полости 8 имеется рабочее давление, передаваемое через канал 13 в полость 12. При этом поршень 14 гидроцилиндра 11 находится в крайнем верхнем положении, пружина

15 сжата, рабочая среда выдавлена в зазор 5 и в полость 6. Поршень 14 поддерживается в верхнем положении за счет того, что усилие, действующее со стороны управляющей полости 12 на нижнюю часть поршня, больше усилия, действующего на верхнюю часть поршня со стороны полости 10.

Это достигается за счет подбора пружины 15 такой, чтобы ее усилие было меньше, чем разница усилий, воздействующих на нижнюю и верхнюю поверхности дифференциального поршня 14.

При остановке вала 1 давление в уплотняемой полости 8 и в полости 6 падает, пружина 15 принудительно перемещает поршень 14 в крайнее нижнее положение, благодаря чему происходит засасывание рабочей среды в полость IO, где она находится до следующего запуска вала I.

Для обеспечения более тонкой регулировки момента начала подачи рабочей среды в рабочий зазор 5 может использоваться любое известное регулирующее устройство, связанное через канал 17 с полостью 16.

Подпитка или дренаж рабочей среды осуществляется по каналу 18. Регулировка и управление режимами работы каналов 17 и 18 могут осуществляться установленными в случае необходимости в них соответствующими клапанами (на чертеже не показаны) .

Такое исполнение динамического уплотнения позволяет повысить удерживаемое им давление при тех же габаритах и скоростях вращения вала и предотвратить потери и повышенный расход рабочей среды. Устройство может быть применено и в других уплотнениях импеллерного типа, например в центробежных, вихревых, винтовых и подобных им, а также в уплотнениях с вертикально или наклонно расположенным валом, которое в ряде случаев предпочтительно для применения изобретения.

Формула изобретения

1. Динамическое уплотнение, например импеллерного типа, в котором на одном валу установлены рабочий орган и затворный элемент, разъединенные расположенной между ними полостью, отличающееся тем, что, с целью повышения удерживаемого уплотнением давления, затворный элемент расположен со стороны уплотняемой полости, рабочий зазор уплотнения и полость между рабочим органом и затворным элементом заполнены рабочей средой с высоким удельным весом, уплотнение снабжено улавливающим рабочую среду при остановке вала устройством, которое гидравлически связано с полостью между рабочим органом и затворным элементом и/или с рабочим зазором уплотнения.

2. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что улавливающее рабочую среду устройство выполнено в виде двухкамерной полости с разделительным элементом, при

918613

ВНИИПИ Заказ 2096/16 Тираж 98/ Подписное

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 этом одна из камер связана C. полостью между рабочим органом и затворным элементом и/или с рабочим зазором уплотнения, а другая камера связана с уплотняемой полостью.

3. Уплотнение по пп. 1 и 2, отличающееся у тем, что улавливающее рабочую среду устройство выполнено в виде дифференциального гидроцилиндра, а разделительный элемент — в виде дифференциального поршня. 4. Уплотнение по пп. 2 и 3, отличающееся тем, что разделительный элемент выполнен 1 подпружиненным.

5. Уплотнение по пп. 3 и 4, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулировки момента начала подачи рабочей среды в рабочий зазор уплотнения, меж- 1 поршневая полость дифференциального гидроцилиндра связана с источником регулирующего давления.

6. Уплотнение по пп. 1 — 5, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности улавливания рабочей среды в уплотнениях винтового и лабиринтно-винтового типов, особенно при горизонтальном расположении вала, рабочий орган,и затворный, элемент выполнены коническими с увеличением диаметра каждого из них в сторону полости между ними.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР № 139521, кл. F 16 J 15/44, 196!.

2. Авторское свидетельство СССР № 173553, кл. F 16 J 15/44, 1963.