Уплотнение вращающегося ротора

 

Союз Советских (»>934105

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт..свид-ву .— (22) Заявлено 24.09.80 (21) 2984468/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К .

F 16 J 15/34

Гаеударетеенный келнтет

СССР (53) УДК 62-762 (088.8 )

Опубликовано 07.06.82. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 07.06.82

50 ленам нзееретеннй н еткрытнй (В. А. Марцинковский, В. В. Усенко, И. С. Бережной, В. Р=.;,фаик,-":,-. —,.

В. Е. Чурилова и В. А: Гаркави

«,Л (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ РОТОРА

Изобретение относится к уплотнительной технике.

Известно уплотнение вала турбомашины, содержащее наружное и внутреннее плавающие кольца, установленные с зазором .относительно вала, и камеру подвода затворной среды, расположенную между кольцами (1).

Данное техническое решение обеспечивает радиальную подвижность кольца за счет гидростатического взвешивания его относительно вала путем подачи затворной среды с уплотняемым давлением в специально выполненные на внутренней поверхности наружного кольца гьдростатические кар-. маны, охватывающие часть поверхности вала.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уплотнение вращающегося ротора, содержащее неподвижную или следящую щель, образуемую ротором и кольцевым элементом уплотнения, на внутренней поверхности которого размещены гидростатические карманы, импульсно запитываемые затворной средой посредством каналов, размещенных на роторе (2).

Однако при уплотнении высоких давлений такая конструкция будет обладать повышенным расходом затворной среды, так как каналы, выполненные на валу постоянно находятся под уплотняемым давлением и участок щели в зонах каналов не является уплотняющим. Следовательно, в этих зонах центрирующие силы существенно меньше, чем на участке щели где нет питающих каналов. о

Цель изобретения — повышение виброустойчивости, герметичности и центрирующих сил в уплотнении.

Указанная цель достигается тем, что на кольцевом элементе уплотнения выполнены окна в полость высокого давления, обеспе1s чивающие поочередную импульсную подпитку гидростатических карманов затворной средой с уплотняемым давлением, кроме того, путем создания различных амплитуд импульсов давления в гидростатических карманах радиальная глубина, тангенциальная протяженность и аксиальная длина окон выполнены различными.

Выполнение кольцевого элемента уплотнения, снабженного окнами в полость высокого давления, обеспечивает при вращении

4 в щель. Наличие карманов с импульсной подпиткой, осуществляемой с помощью выполненных на кольцевом элементе уплотнения окон в полость высокого давления, существенно увеличивает центрирующую силу, бла5 годаря чему уплотнение выполняет одновременно функцию промежуточной радиальной гидростатической опоры с вращающимися импульсными питателями.

Использование заявляемого уплотнения на практике обеспечит снижение вибраций роторов центробежных машин за счет повышения радиальной гидродинамической жесткости уплотнений, что приведет к уменьшению изгибных напряжений, действующих в поперечных сечениях вала и повышению усталостной долговечности последнего. Снижение протечек через уплотнение повысит

КПД машины.

Формула изобретения

20 ротора поочередную импульсную подпитку гидростатических карманов затворной сре дой с уплотняемым давлением. Находясь в промежутке между карманами и, следова тельно, между окнами питающий канал пе рекрывается кольцевым элементом уплотне ния, что ограничивает поступление затвор ной среды через канал в гидростатический карман. Мгновенное значение расхода зат ворной среды через уплотнение при этом уменьшается. Варьируя указанными разме рами окон можно повысить виброустойчи вость, герметичность и центрирующие силы в уплотнении.

На фиг. 1 изображено уплотнение с не подвижным кольцом, продольный разрез на фиг. 2 — уплотнение со.следящей щелью (плавающее кольцо), продольный разрез; на фиг. 3 — сечение уплотнения по окнам (се чение А — А на фиг. 2).

Неподвижную 1 или следящую щель 2 образует ротор 3 и кольцевой элемент 4 уплотнения, на внутренней поверхности которого размещены гидростатические карманы 5. Гидростатические карманы 5 сообаются посредством каналов б через окна 7, выполненные на кольцевом элементе 4 уплотнения, с.полостью 8 высокого давления.

Давление Р на входе в щель (полость 8 высокого давления), íà выходе Р (полость 9 низкого давления).

Уплотнение вращающегося ротора работает следующим образом.

Уплотняемая среда под высоким давлением из полости 8 дросселируется в щели 1 и отводится в полость 9 низкого давления.

При вращении ротора 3 с каналами 6, последние поочередно сообщают гидростатические карманы 5 через окна 7 с полостью 8 высокого давления, при этом происходит впрыскивание среды высокого давления в один из гидростатических карманов 5, что вызывает резкое повышение давления в последнем. Находясь некоторый период времени в промежутке между гидростатическими карманами 5 и между окнами 7, канал б перекрывается кольцевым элементом 4 уплотнения, что ограничивает поступление среды щелью 1 в канал 6 и карман 5.

В обычных щелевых уплотнениях гидростатическая центрирующая сила возникает за счет разности падений давления на входе

1. Уплотнение вращающегося ротора, содержащее неподвижную или следящую щель, образуемую ротором и кольцевым элементом уплотнения, на внутренней поверхности которого размещены гидростатические карманы, импульсно запитываемые затворной средой посредством каналов, размещенных на роторе, отличающееся тем, что, с целью повышения герметичности и центрирующих сил в уплотнении, на кольцевом элементе уплотнения выполнены окна в полость высокого давления, обеспечивающие поочередную импульсную подпитку гидростатических карманов затворной средой с уплотняемым давлением.

2. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения виброустойчивости уплотнения путем создания различных амплитуд импульсов давления в гидростатических карманах, радиальная глубина, тангенциальная протяженность и аксиаль40 ная длина окон выполнены различными.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3915459, кл. 277 †, 1974.

45 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2836370/25-08, кл. F 16 J 15 42, 1979.

934!05

Pvz. 7

Составитель Т. Маклакова

Редактор С. Патрушева Техред А. Бойкас Корректор М. Коста

Заказ 3894/27 Тираж 990 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4