Лабиринтное уплотнение Советский патент 1984 года по МПК F16J15/447 

9./

2. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что глубина и (или) длина дуги лунок каждого последующего ряда по ходу рабочей среды выполнены меньшими относительно глубины и (или) длины дуги лунок предыдущего ряда, при этом перемычки между лунками в соседних рядах смещены одна относительно другой и занижены относительно уплотняющих гребней.

3. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что лунки каждого ряда выполнены одинаковыми по величине и расположены в шахматном порядке по длине обоймы.

1. ЛАБИРИНТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее обойму, внутренняя поверхность которой снабжена уплотняющими гребнями, отличающееся тем, что, с целью упрощения изготовления и повышения надежности уплотнения, уплотняющие гребни образованы рядами расположенных вдоль окружности лунок, имеющих серповидную форму в поперечном сечении обоймы и разделенных перемычками. оо оо ю

1

Изобретение относится к уплотните ль ной технике и может быть использовано в насосах, компрессорах и турбоагрегатах.

Известно лабиринтное уплотнение, содержащее обойму, на внутренней поверхкости которой выполнены лабиринтные уплот няющие гребни. Действие такого уплотнения основано на торможении рабочей среды в узкой кольцевой щели с последующим расширением в смежной кольцевой камере большого объема 1.

Недостатком известного уплотнения является низкая изгибающая жесткость уплотняющих гребней и большой расход уплотняемой среды, что затрудняет использование их при больших перепадах давления. Кроме того, существенным недостатком лабиринтных уплотнений является то, что они способствуют низкочастотной вибрации роторов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является лабиринтное уплотнение гурбомашины, содержащее обойму с уплотняющими гребнями,, перпендикулярно которым установлены спрямляющие ребра. Наличие спрямляющих ребер увеличивает жесткость уплотняющих гребней и препятствует окружному перетоку уплотняемой среды, подавляя никзочастотную вибрацию роторов 2.

Однако изготовление такого уплотнения трудоемко, так как спрямляющие ребра необходимо жестко крепить к гребням, например сваркой, пайкой, что снижает надежность конструкции, а также усложняет изготовление. При этом в случае перекачки неосушенных или неочищенных газов, содержащих взвешенные частицы веществ, склонных к коксованию, последние будут залипать в углах, образованных гребнями, ребрами и обоймой. При чрезмерном закоксовании таких ячеек, представляющих собой застойные зоны, эффективность лабиринтного уплотнения снизится.

Цель изобретения - упрощение изготовления и повышение надежности уплотнительного узла.

Поставленная цель достигается тем, что в лабиринтном уплотнении уплотняющие гребни образованы рядами расположенных вдоль окружности лунок, имеющих серповидную форму в поперечном сечении обоймы и разделенных перемычками.

Кроме того, глубина и (или) длина дуги лунок каждого последующего ряда по ходу рабочей среды выполнены меньшими относительно глубины и (или) длины дуги лунок предыдущего ряда, при этом перемычки между лунками в соседних рядах смещены относительно друг друга и занижены относительно уплотняющих гребней.

При этом лунки каждого ряда могут быть выполнены одинаковык1и по величине н расположены в шахматном порядке по длине обоймы.

На фиг. 1 изображено предлагаемое лабиринтное уплотнение продольное сечение; на фиг. 2 - то же, поперечное сечение; на фиг. 3 - вариант с заниженными перемычками между соседними лунками относительно уплотняющих гребней; на фиг. 4 - аксонометрическая проекция лабиринтного уплотнения.

Лабиринтное уплотнение вращающегося вала 1 содержит обойму 2, внутренняя поверхность которой снабжена уплотняющими гребнями 3, образующими с валом 1 уплотнительную щель 4. Уплотняющие гребни 3 образованы рядами лунок 5, которые расположены вдоль окружности. В поперечном сечении обоймы 2 лунки 5 имеют серповидную форму. В каждом ряду соседнне лунки 5 разделяются перемычками 6, которые в одном случае (фиг. 2) по высоте достигают уровня гребней 3, а в другом случае (фиг. 3) занижены относительно гребней 3. Перемычки 6 в соседних рядах смещены относительно друг друга.

Возможно выполнение уплотнения, когда лунки 5 каждого последующего ряда (по ходу рабочей среды) имеют меньшие глубину и (или) длину дуги, чем лунки 5 предыдущего ряда. Кроме того, возможно выполнение уплотнения, когда лунки 5 одинаковы по размерам, т.е. имеют одунаковуй

глубину и длину дуги и расположены в шахматном порядке (фиг. I) по длине обоймы.

Лабиринтное уплотнение работает следующим образом.

При движении вдоль щели 4 от торца 7 (сторона высокого давления) рабочая среда дросселируется на уплотняющих гребнях 3 и попадает в серповидные лунки 5. Лунки 5 препятствуют окружному перетоку рабочей среды, что повыщает гидравлическое сопротивленне щели 4. В уплотнении, лабиринтные гребни 3 которого образованы рядами серповидных лунок 5, не только увеличивается прочность и жесткость гребней 3, но и существенно упрощается изготовление внутренней поверхности. Из-за окружных перетоков рабочей среды в обычных лабиринтных уплотнениях возникают циркуляционные силы, вызывающие прецессионное движение ротора. Конструкция предусматривает снижение окружных перетоков рабочей среды, а следовательно, и циркуляционных сил, что повыщает вибронадежность узла. Исходя из конкретных условий применения даннор технического решения на практике, серповидные лунки в продольном сечении обоймы 2 могут иметь самую разнообразную форму, например прямоугольную (фиг. 1), треугольную, полукруглую и т.д. Кроме того, в продольном сечении обоймы 2 лунки 5 могут быть выполнены неоднотипными и при этом могут быть наклонены навстречу потоку рабочей среды.

Уплотнение, в котором уплотняющие гребни образованы рядами расположенных вдоль окружности лунок, имеющих серповидную форму в поперечном сечении обоймы, является простым в изготовлении, так как формообразование серповидных лунок реализуется стандартным инструментом на высокопроизводительном оборудовании, например на фрезерных станках с программным управлением. Выполнение глубины и (или) длины дуги лунок каждого последующего ряда меньшими, чем глубина и (или) длина дуги лунок предыдущего ряда, смещение перемычек между лунками в соседних рядах относительно друг друга, а также выполнение лунок каждого ряда одинаковыми по величине и расположение их в шахматном порядке по длине обоймы ловышает жесткость и прочность уплотняющих гребней, исключает применение паяных или сварных соединений, что повышает надежность работы уплотнения.

Повышение надежности уплотнения достигается также уменьшением площади возможного касания вала и обоймы за счет занижения перемычек между соседними, лунками относнтельно уплотняющих гребней, при этом серповидная форма лунок создает возможность вымывання из них взвещенных частиц уплотняемой среды н не допускает закоксовывания лунок.

Технико-экономическая эффективность изобретения состоит в упрощенни изготовления уплотнения и в повыщении его надежности.

9иг. 2.