Щелевое уплотнение Советский патент 1989 года по МПК F16J15/44 

Изобретение относится к уплотни- тельной технике и может быть использовано в центробежных ,насосах и компрессорах.

Цель изобретения - повьшгение надежности работы путем расширения области динамической устойчивости вала и уменьшения амплитуды его колебаний.

На фиг.1 схематично изображено предлагаемое уплотнение; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - продольные разрезы на упругом кольце; на фиг.4 - зоны распределения давления в плоскости разреза А-А.

Щелевое уплотнение содержит втулку 1, охватывающую вал 2 с образованием дросселирующей щели 3, разделяющей зоны 4 и 5 соответственно высокого и низкого давления. На торце втулки 1 со стороны зоны 4 высокого давления жестко установлено или выполнено зацело с втулкой упругое кольцо 6,внутренний диаметр которого равен внутреннему диаметру втулки. Упругое кольцо 6 при выполнении зацело с втулкой 1 вьшолнено с наружным диаметром, меньшим чем у втулки, при этом величина наружного диаметра кольца выбирается из условия обеспечения упругих его свойств. Упругое кольцо 6 может быть выполнено из другого, более упругого материала, нежели втулка 1.

Упругое кольцо 6 может быть выполнено с продольными разрезами

сд

IND

;о

4j

7, разделяюпщми его на отдельные лепестки.

Уплотнение работает caeAyrontiiM образом.

Рабочая среда под воздействием перепада давления дросселируется в щели 3. При осесимметричном расположении вала 2 давление в диаметрально противоположных точках щели 3 одинаково, поэтому упругое кольцо 6 занимает таклсе осесимметричное положение. В случае, когда вращающийся с угловой скоростью W вал имеет эксцентриситет g и прецессиру- ет с угловой скоростью 1, указанное вьше равновесие нарушается и в зонах дросселирующей щели 3 давления будут различны. При расположении вала 2 и втулки 1, изображенном на фиг.4, давление в зоне 8 будет больше, чем давление в зоне 9 за счет эксцентричного расположения вала, а давление в зоне 10 будет больше, чем давление в зоне 11 за счет прецессионного движения вала. Давление рабочей среды деформирует упругое кольцо 6, увеличивая радиальный зазор уплотнения на входном участке дросселирующей щели 3 в зонах 8 и 10 более высокого давлени при этом в этих зонах щель -3 по дли «е уплотнения становится конфузорно Конфузорность ведет к уменьшению скорости рабочей среды,что влечет уменьшение входньк потерь, т.е. - к увеличению давления в данных зонах. В зонах 9 и 11 образовываются диффузорные по длине зазоры за счет обжатия упругого кольца 6 высоким давлением зоны 4, в этих диф- фузорных осевых зазорах осевая скорость рабочей среды увеличивается, что ггриводит к увеличению входных птерь, т.е. к уменьшению давления в зонах 9 .и 11.

Таким образом, деформация упругого кольца 6 повьшгает давление в зо

5

0

5

0

5

0

45

нах В и 10 и понижает давление в зонах 9 и 11. Следовательно, разность давлений в диаметрально противоположных точках щели 3 увеличивается, что приводит к у: еличени.ю сил, направленных из зоны 8 в зону 9, и из зоны 10 в зону 11, т.е. к увеличению упругих демпфирующих сил и уменьшению циркуляционной силы, причем продольные разрезы 7 уменьшают закрутку потока на входе, что обеспечивает расширение области динамической устойчивости вала за счет увеличения с обственной частоты колебаний вала и уменьшения закрутки потока на входе, повьш1ая тем самым надежность работы уплотнения.

Формула изобретения

1.Щелевое уплотнение, содержащее втулку, охватьшающую вал с образованием дросселирующей щели, раз- деляюш,ей зоны высокого и низкого давления, отличаю щееся тем, что, с целью повьш1ения надежности работы путем расширения области динамической устойчивости вала

и уменьшения амплитуды его колебаний, втулка снабжена упругим кольцом, расположенным на ее торце со стороны зоны высокого давления,при этом внутренние диаметры втулки и кольца равны.

2.Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что кольцо выполнено зацело с втулкой, при этом его наружньй диаметр меньше наружного диаметра втулки.

3.Уплотнение поп.1, отличающееся тем, что кольцо выполнено из более упругого материала, нежели втулка, и жестко соединено с ней.

4.Уплотнение по пп.1-3, о т - личающееся тем, что на кольце вьшолнены продольные разрезы.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в центробежных насосах и компрессорах. Цель изобретения - повышение надежности работы путем расширения области динамической устойчивости вала и уменьшения его колебаний. Уплотнение содержит втулку, охватывающую вал с образованием дросселирующей щели, разделяющей зоны высокого и низкого давления. На торце втулки со стороны зоны высокого давления жестко установлено или выполнено зацело со втулкой упругое кольцо, внутренний диаметр которого равен внутреннему диаметру втулки. На кольце могут быть выполнены продольные разрезы. При эксцентричном расположении вала упругое кольцо за счет разности давлений в зонах щели деформируется с образованием конфузорных и диффузорных участков зазоров в щели, что повышает упругие демпфирующие силы и уменьшает циркуляционную силу. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

И-и

фиг.З

фц$А