Торцовое уплотнение вращающегося вала

Торцовое уплотнение вращающегося вала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА с подводом уплотняющей среды от периферии к центру, содержащее корпус и установленные в нем неподвижную и вращающуюся втулки, контактирующие между собой уплотнительными поясками , и плавающее кольцо, сопрягающееся с вращающейся втулкой с радиальным зазором , отличающееся тем, что, с целью повышения уплотняющей способности торцового уплотнения и уменьшения величины протечек уплотняющей среды, между вращающейся втулкой и корпусом образована полость и плавающее кольцо установлено в этой полости с осевым зазором относительно вращающейся втулки, а сопрягаемый диаметр плавающего кольца и вращающейся втулки выполнен меньше наружного диаметра этой втулки.. J //f

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

g(gg F 16 J 15/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3408993/25-08 (22) 15.03.82 (46) 23.04.83. Бюл. № 15 (72) Х. И. Муратов, Л. П. Половникова и К. Б. Саранцев (71) Ордена Ленина и ордена Трудового

Красного Знамени производственное объединение «Невский завод» им. В. И.,-Ленина (53) 62-762 (088.8) (56) 1. Герасимов Б. Я. Герметичные уплот-нения вала центробежных компрессорных машин. — «Энергетическое машиностроение», НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1971, № !, с. 1 1, фиг. 1 8. (54) (57) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩА)ОЩЕГОСЯ ВАЛА с подводом уплот„„SU„„1013674 А няющей среды от периферии к центру, содержащее корпус и установленные в нем неподвижную и вращающуюся втулки, контактирующие между собой уплотнительными поясками, и плавающее кольцо, сопрягающееся с вращающейся втулкой с радиальным зазором, отличающееся тем, что, с целью повышения уплотняющей способности торцового уплотнения и умейьшения величины протечек уплотняющей среды, между вращающейся втулкой и корпусом образована полость и плавающее кольцо установлено в этой полости с осевым зазором относительно вращающейся втулки, а сопрягаемый диаметр плавающего кольца и вращающейся втулки выполнен меньше наружного диаметра этой втулки.

1Е

1013674

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к торцовым уплотнениям вращающихся валов.

Известны торцовые уплотнения с подводом уплотняющей среды от периферии к центру, содержащие корпус и установленные в нем неподвижную и вращающуюся втулки и плавающее кольцо, расположенное по наружному диаметру вращающейся втулки.

В таких уплотнения протечки уплотняю- 1О щей среды (масла) в сторону атмосферы ограничиваются плавающим кольцом, радиальный зазор в котором можно выполнить примерно в 2 раза меньше, чем в опорном подшипнике того же диаметра (1) .

Недостаток такого уплотнения заключа15 ется в том, что при больших давлениях уплотняющей жидкости (масла) плавающее кольцо своим торцовым уплотнительным буртом прижимается к корпусу с большим усилием и теряет свою подвижность. При 2О этом нарушаются динамические характеристики системы «ротор турбомашины — опорный подшипник — уплотнение», в системе могут возбуждаться вибрационные явления, а плавающее кольцо, контактные поверхности уплотнения или опорные поверхности 25 подшипников могут при этом разрушаться.

Кроме того, вследствие действующих на плавающее кольцо больших перепадов давления «масло — атмосфера» протечки масла в этой конструкции имеют значительную величину, что создает трудности при удержа- Зо нии заданной величины перепада «масло— газ».

Целью изобретения является повышение уплотняющей способности торцового уплотнения и уменьшение величины протечек уплотняющей жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что в торцовом уплотнении вращающегося вала с подводом уплотняющей среды от периферии к центру, содержащем корпус и установленные в нем неподвижную и вращающуюся 4О втулки, контактирующие между собой уплотнительными поясками, и плавающее кольцо, сопрягающееся с вращающейся втулкой с радиальным зазором, между вращающейся втулкой и корпусом образована полость и плавающее кольцо установлено в этой по- 4S лости с осевым зазором относительно вращающейся втулки, а сопрягаемый диаметр плавающего кольца и вращающейся втулки выполнен меньше наружного диаметра этой втулки.

Такое выполнение торцового уплотнения позволяет уменьшить величину перепада

«масло — атмосфера», действующего на плавающее кольцо, и повысить величину давления уплотняющей жидкости. Это дает возможность использовать торцовое уплотнение при высоких давлениях сжимаемого 55 газа. Опорный подшипник при этом при любых давлениях уплотняемого газа функционально развязывается с торцовым уплотнением и его наладка может производиться индивидуально с обеспечением оптимального маслоснабжения.

На чертеже изображено предлагаемое уплотнение, общий вид.

В корпусе 1 уплотнения расположены неподвижная втулка 2 с контактирующей торцовой поверхностью 3, вращающаяся втулка 4 с контактирующей торцовой поверхностью 5 и плавающее кольцо 6 с уплотнительным торцовым буртом 7, размещенное в полости 8, образованной ступенчатой расточкой 9 втулки 4 и поверхностями 10 элементов корпуса 1. Плавающее кольцо 6 установлено в полости 8 с заданным осевым зазором относительно вращающейся втулки 4. Сопрягаемый диаметр D плавающего кольца 6 выполнен меньше наружного диаметра D вращающейся втулки 4. Диаметр

D плавающего кольца 6 сопрягается с вращающейся втулкой 4 с радиальным зазором S. Втулка 4 насажена на вал 11 турбомашины и закреплена гайкой 12. Пружины 13 прижимают неподвижную втулку 2 к подвижной втулке 4. Штифт 14 предотвращает проворот плавающего кольца 6 в окружном направлении и его осевой сдвиг.

Корпус 1 уплотнения установлен в статоре 15 турбома шины и уплотнен по посадочному диаметру резинками 16 и 1?. Стальное кольцо 18 предотвращает сдвиг уплотнения вдоль оси турбомашины. Стрелка 19 показывает направление подачи уплотняющей жидкости (масла). При работе такого уплотнения уплотняющее масло, подаваемое в пространство А, имеет давление превышающее давление газа в полости Б на заданную величину, определяемую перепадом

«масло — газ». Чем выше давление газа в полости Б, тем выше давление масла в полости А. Незначительная часть масла при этом перетекает через зазоры между контактирующими поверхностями 3 и 5 соответственно неподвижной втулки 2 и вращающейся втулки 4 из полости А в полость Б в направлении от периферии к центру уплотнения и отводится из полости Б на регенерацию (отделения от газа и восстановления свойств).

Давлением масла в полости А плавающее кольцо 6 прижимается уплотнительным буртом 7 к сопрягаемой поверхности элемента 10 корпуса 1. Так как в зазоре 3 между плавающим кольцом 6 и вращающейся втулкой 4 масло вовлекается во вращение, на участке между диаметрами D u D создается радиальный перепад .давления, пропорциональный произведению w (Q* — D ), где — угловая скорость вращения вала.

Это приводит к тому, что давление масла в зазоре S сопряжения диаметров плавающего

10 1-3674

Составитель А. Ополченцев

Редактор А. Шандор ТехредИ. Верес Корректор А. Ильин

Заказ 2979 44 Тираж 923 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская на 6., д. 4/5

Филиал ППП . сПатентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 кольца и втулки существенно понижается, что уменьшает протечки масла через зазор S. Существенно уменьшается также равнодействующая давления в зазоре, Это уменьшает силу прижатия плавающего кольца 6 к корпусу 1 и увеличивает радиальную подвижность плавающего кольца 6 при высоких давлениях в полости А, повышает - надежность рабо гы системы «ротор турбомашины — уплотнение — опорный подшипник», упрощает конструкцию маслопроводов уплотнительной системы, уменьшает мощность, потребляемую маслонасосами высокого давления, создающими циркуляцию масла для охлаждения уплотнения и компенсации протечек масла через зазор S между плавающим кольцом 6 и валом I l.

Величина радиального перепада в зазоре d регулируется подбором величины зазорами и выбором необходимой радиальной протяженности участка -ы @ — вращающейся втулки 4. и

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в упрощении конструкции уплотнительной системы, в повышении надежности и экономичности работы уплотнения за счет сохранения при любых давлениях в полости А минимально необходимой величины силы прижатия плавающего кольца, к корпусу.