Уплотнение вращающегося вала Советский патент 1988 года по МПК F16J15/44 

00

Изобретение относится к уплотни- ельной технике, в частности к уплотениям валов плавающими кольцами.

Цель изобретения - повышение наежности работы уплотнения путем . беспечения регулирования постоянста зазора между наружным кольцом и тулкой.

На фиг.1 изображено предлагаемое плотнение, на фиг.2 - схема изменения зазора между наружным плавающим кольцом и втулкой.

Уплотнение состоит из корпуса 3, в котором расположены плавающие наружное 2 и внутреннее 3 кольца, установленные с уплотнительными зазорами 4 и 5 относительно втулки 6, закрепленной на валу 7. Для предотвращения прорыва газа в зазорах между валом 7 и втулкой 6, а также торцовой поверхностью внутреннего кольца 3 и корпуса 1 установлены резиновые кольца 8 и 9. Плавающие кольца 2 и 3 зафикси- рованы от проворота штифтами 10 и поджаты точечными пружинами 11, причем наружное кольцо 3 вьшолнено с самоустанавливающимися колодками 12, а на внутренней поверхности плавающего кольца 3 - кольцевая канавка 13 для выравнивания давления по окружности кольца. В наружном плавающем кольце 3 на торцовой поверхности выполнена кольцевая канавка 14, глубиной X, определяемой расчетным путем, в корпусе 1 имеется отверстие 15 для подвода уплотняющей жидкости.

Уплотнение вращающегося вала работает следующим образом.

Уплотняющая жидкость с давлением, превьшзающим давление уплотняемого газа на 3-5 10 Па, через отверстие 15 в корпусе уплотнения поступает в полость между плавающими кольцами 2 и 3 и двигается в двух направлениях. Малая часть жидкости поступает в уп- лотнительный зазор 5 между втулкой 6, закрепленной на валу 7, и внутренним плавающим кольцом 3, затем протекает в камеру, где смешивается с уплотняемым газом и отводится в маслоотделитель. Больший поток уплотняющей жидкости поступает в зазор 4 между наружным кольцом 2 и втулкой 6 и сливается в маслосборник. При вращении вала компрессора из-за гидродина мического трения в уплотнительном зазоре 5 вследствие его малой величины (0,03-0,06 мм) выделяется большое

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

количество тепла. .Незначительная часть тепла отводится вместе с потоком уплотняющей жидкости через зазор 5 в сторону камеры МГ. Остальное тепло идет на нагревание внутреннего кольца и повьпиение температуры уплотняющей жидкости.

Зазор 4 выбирают из расчета, чтобы через него с основным потоком жидкости максимально отвести оставшуюся часть выделенного в зазоре 5 тепла. Величина зазора 4 в 1,5-2 раза превышает величину уплотнительного зазора 5 и находится в пределах 0,06- 0,12 мм. Кольцевая канавка 14 обеспечивает постоянные расчетные величины зазора 4 между кольцом 2 и втулкой 6, расхода уплотняющей жидкости и максимальный отвод тепла при уплотнении газа с высоким и сверхвысоким давлением. Сила, возникающая вследствие разности давлений (в зазоре 4 давление превьш1ает атмосферное, а кольцевая канавка сообщена с полостью атмосферного давления), отгибает кольцевой хвостик, образованный на кольце канавкой, в сторону кольцевой канавки и позволяет подбирать расчетным путем глубину канавки, регулировать величину зазора между наружным плавающим кольцом 2 и втулкой 6.

Таким образом, выполнение на тор-, цовой поверхности наружного плавающего кольца кольцевой канавки обеспечивает постоянство зазора между кольцом и втулкой, закрепленной на валу, вследствие упругой деформации кольцевого хвостовика и создает лучшие условия отвода тепла из зазора внутреннего кольца. Это позволяет выдерживать расчетное значение температуры уплотняющей жидкости в зазоре внутреннего кольца, уменьшать тем самым расход жидкости в рабочую полость компрессора, повьшгать гидродинамическую центрирующую силу внутреннего кольца, уменьшать износ его и повышать срок службы узла уплотнения. Уменьшается также эксцентриситет вала во внутреннем кольце, тем самым предотвращается опасность прорыва га- з.а из полости компрессора в уплотнение.

Формула изобретения

Уплотнение вращающегося вала, содержащее корпус, внутреннее и наруж-,

ное плавающие кольца, установленные с уплотнительными зазорами относительно втулки, закрепленной на валу, причем наружное плавающее кольцо выполнено с самоустанавливающимися колодками с фиксаторами от их окружного проворота, отличающееся .тем, что, с целью повышения надежности работы уплотнения путем обеспечения постоянства зазора между наружным кольцом и втулкой, на торцовой поверхности наружного плавающе

го кольца выполнена кольцевая канавка глубиной X, определяемой по формуле

у - . т

л р H.k rt

где X - глубина канавки;

РП - давление по;гачи уплотняющей жидкости;

Ру - давление в сечении, находящегося на расстоянии к от торца кольца;

длина наружного кольца.

Изобретение относится к уплот- нительной технике, в частности к уплотнениям валов плавающими кольцами. Цель изобретения - повьшение надежности работы уплотнения путем обеспечения регулирования зазора между наружным кольцом и втулкой. Уплотнение состоит из корпуса, в котором расположены плавающие наружное и внутреннее кольца, установленные с уплотни- тельными зазорами относительно закрепленной на валу втулки. В корпусе выполнен канал для подвода уплотняемой жидкости, В наружном плавающем кольце на торцовой поверхности выполнена Канавка глубиной, определяемой расчетным путем. При работе уплотнения сила, возникающая вследствие разности давлений, отгибает кольцевой хвостовик наружного кольца, образованный канавкой, регулируя величину зазора между кольцом и втулкой. 2 ил. (Л

10

I

Фиг.1

Фие.2