Уплотнение вала

Уплотнение вала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ. Союз Советскик

Социалистических

Реслублик г

ЗО

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт..cBHll,-ву .— (22) Заявлено 25.06.80 (21) 2945267/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

F 16 J 15/453

Гевуларатамаиий камлтет

СССР ю делам лзааратеакй к еткрмтий (53) УДК 62-762 (088.8 )

Опубликовано 07.06.82. Бюллетень №21

Дата опубликования описания 07.06.82

1

-1.ъ

Т

3 (72) Авторы изобретения

Н. Н. Сидора, Г. А. Лучин, Б. И. Казаков и.А. И. Сно

Научно-производственное объединение по иссле и проектированию энергетического оборудования им. И.. о и Ростовский государственный университет (71) Заявители (54) УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в уплотнительных узлах валов турбомашин.

Основным недостатком уплотнений с плавающими кольцами является их существенное влияние на динамические характерис- 5 тики системы «вал-смазочные слои-подшипники». С другой стороны, ротор оказывает возбуждающее воздействие на плавающие кольца, которое может привести к возникновению опасных колебательных состояний, приводящих к контакту вала с кольцом.

Известны конструкции уплотнений с плавающими кольцами, в которых используют упругодемпферные устройства, выполненные в виде радиальных пружинящих лопастей, лепестков и т.д. (1) и (2).

Однако известные уплотнения с плавающими кольцами характеризуются сложностью конструкции и изготовления; трудностью установки при монтаже. плавающих колец с заданным эксцентриситетом относительно вала; недостаточной прочностью и долговечностью пружинящих элементов, ра. ботающих в сложных условиях знакопеременных напряжений.

Наиболее близким к предлагаемому является уплотнение вращающегося вала, в котором центрирование плавающего кольца и демпфирование его колебаний достигается тем, что концентрично кольцу с зазором, соизмеримым с зазором между кольцом и валом, установлена охватывающая его плавающая втулка. Кроме того, в кольце выполнены каналы, выход каждого из которых на внешнюю поверхность кольца расположен в зазоре между кольцом и втулкой в зоне равного или более низкого давления, чем давление у выхода на внутреннюю поверхность, и смещен, относительно него на 180 .

Демпфирование радиальных высокочастотных колебаний осуществляется в- зазоре между втулкой и кольцом, заполненном уп-. лотняемой средой (3).

Однако конструкция известного устройства сложна по изготовлению и имеет ограничения по применению, например при больших радиальных смещениях вала. В этом случае потребуются большие радиальные зазоры между плавающей втулкой и кольцом, что приведет к существенному снижению жесткости несущего слоя и, следова934107

3 тельно, к снижению демпфирующих свойств устройства.

Одновременно известная конструкция неработоспособна в случае уплотнения газовой среды, так как плавающая втулка, охватывающая кольцо, не обладает при таком исполнении несущей способностью, учитывая также, что кольцо при работе не вращается.

Цель изобретения — повышение надежности за счет улучшения демпфирования колебаний кольца.

Эта цель достигается тем; что плавающее кольцо снабжено внутренней кольцевой камерой, частично заполненной вязкой средой.

На фиг. 1 показан уплотнительный узел с плавающим кольцом газостатического типа, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. l.

Уплотнение включает газостатическое кольцо 1 со ступенчатой формой смазочного слоя, установленное с зазором 2 на вращающемся валу 3 в корпусе 4 с крышкой 5.

Со стороны полости 6 высокого давления в корпусе 4 выполнен паз 7, в котором расположен заправочно-сливной штифт 8, служащий для заливки средой 9 внутренней камеры 10 кольца 1 и фиксирующий кольцо 1 от проворачивания. Камера 10 заправляется средой 9 при монтаже не полностью, таким образом, чтобы у жидкости имелась свободная поверхность 11. В качестве среды могут использоваться масла высокой консистентности и жидкие металлы., зю

Для разгрузки плавающего кольца от осевых сил в корпусе 4 со стороны торцового бурта 12 расположены равномерно по окружности отверстия 13, соединенные каналом 14 с источником высокого давления.

Устройство работает следующим обра; зом.

Под действием перепада давления на уплотнение плавающее кольцо за счет газодинамических сил, развива.ощихся в рабо- 40 чем зазоре ступенчатой формы, всплывает относительно вала даже при отсутствии его вращения. С ростом частоты вращения несущая способность кольца повышается и оно занимает по отношению к валу положе4 ние, близкое к концентричному. Благодаря подаче в зону контакта бурта 12 кольца 1 с боковой стенкой корпуса 4 через отверстия 13 среды повышенного давления происходит разгрузка кольца от осевого прижатия и оно свободно отслеживает на рабочих режимах радиальные перемещения вала 3.

Обычно в процессе длительной эксплуатации компрессорных машин происходит существенная разбалансировка ротора, приводящая к росту колебаний вала, а следовательно, и плавающих колец, расположенных на нем. При этом амплитуда колебаний кольца может превысить радиальный зазор, вызвать сухое трение кольца о вал и привести к отказу уплотнительного устройства.

В предлагаемой конструкции при колебаниях кольца на свободной поверхности ll жидкости образуются волны. Частичное преобразование энергии колебаний кольца в волновую энергию жидкости, размещенной во внутренней камере, демпфирует колебания плавающего кольца.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает более простой и технологичной конструкцией, повышенной надежностью за счет использования демпфирующего устройства и способностью работать как при уплотнении жидкостей, так и газов.

Формула изобретения

Уплотнение вала, содержащее плавающее гидростатическое кольцо, охватывающее вращающийся вал и средство фиксации кольца от проворота, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения за счет улучшения демпфирования колебаний кольца, последнее имеет внутреннюю кольцевую камеру, частично заполненную вязкой средой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 635334, кл. F 16 J 15/28, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 573650, кл. F 16 1 15/44, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР № 594380, кл.. F 16 J 15/44, 1977.

934107

Составитель В. Фролин

Редактор С. Патрушева Техред А. Бойкас Корректор Е. Рошко

Заказ 3894/27 Тираж 99О Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н оч крытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4