Торцовое гидростатическое уплотнение с регулируемым зазором Советский патент 1990 года по МПК F16J15/34 

1

(21)4240346/31-29

(22)U5.U5.87

(46) 15.01.УО. Бюл. № 2

(71)Куйбышевский авиационный институт им. акад. С.II. Королева

(72)С.В. Фалалеев и О.Н. Быстраиов

(53)62-762 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 400757, кл. F 16 J 15/34, 1969.

(54)ТОРЦОВОЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕ С РЕГУЛИРУЕМЫМ ЗАЗОРОМ

(57)Изобретение м.б. использовано в многорежимных машинах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение надежности торцового уплотнения с регулируемым зазором. Вращающееся и невращающееся кольца 1,3 установлены подвижными в осевом направлении. Центробежный механизм автоматического регулирования усилия поджима состоит из шариков 10, установленных в каналах 9. Каналы 9 выполнены криволинейными и в них между шариками 10, установленными с возможностью перемещения, и торцом кольца 1 размещены упругие элементы 11. Ось сечения каналов 9 смещена в сторону оси вала 2 по мере удаления от зоны трения колец 1,3. Закон изменения усилия прижима колец 1,3 в зависимости от частоты вращения вала 2 получают путем расчета или экспериментального подбора кол-ва и массы шариков 10, жесткости элементов 11 и кривизны каналов 9. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

$

(Л

Изобретение может быть использовано в многорежимных машинах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение надежности торцового уплотнения с регулируемым зазором. Вращающееся и невращающееся кольца 1, 3 установлены подвижными в осевом направлении. Центробежный механизм автоматического регулирования усилия поджима состоит из шариков 10, установленных в каналах 9. Каналы 9 выполнены криволинейными и в них между шариками 10, установленными с возможностью перемещения, и торцом кольца 1 размещены упругие элементы 11. Ось сечения каналов 9 смещена в сторону оси вала 2 по мере удаления от зоны трения колец 1, 3. Закон изменения усилия прижима колец 1, 3 в зависимости от частоты вращения вала 2 получают путем расчета или экспериментального подбора кол-ва и массы шариков 10, жесткости элементов 11 и кривизны каналов 9. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СП

со оэ

00

Изобретение относится к уплотни- тельной технике, а именно к торцовым уплотнениям, и может быть использовано в многорежимных машинах.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение надежности торцового уплотнения.

На чертеже показано предлагаемое торцовое гидростатическое уплотнение с регулируемым зазором.

Уплотнение состоит из вращающе-г гося кольца 1 трения, установленного на выступе вала 2, и невращающегося кольца 3 трения, установленного в корпусе 4 и поджатого к вращающемуся кольцу 1 упругими элементами 5. Для герметизации невращающегося кольца 3 в корпусе 4 установлены вторичные уплотнения 6. Вращающе- еся кольцо 1 трения установлено с возможностью осевого перемещения и зафиксировано от проворота отно- .сительно вала 2. Соединение кольца с валом герметизируется с помошъю вторичного уплотнения 7. В продольных пазах вала 2 установлены сегментные вставки 8. В каждой вставке 8 выполнен паз, образующий криволинейный канал 9. В криволинейном канале 9 установлен с возможностью перемещения шарик 10. В канале 9 между шариком 10 и торцом вращающегося кольца установлен упругий элемент 11. Иевра щающееся кольцо 3 трения имеет на уплотнительной поверхности гидростатическую камеру 12, соединенную дросселями 13 с уплотняемой полостью 14

Уплотнение работает следующим образом.

. При работе энергомашины, например газотурбинного двигателя, гидростатическая камера 12 обеспечивает бесконтактную работу уплотнения с определенным зазором между кольцами трния 1 и 3. Центробежная сила,действую- щая на шарик 10, уравновешивается нормальной реакцией стенки 15 канала 9 и реакцией деформированного упругого элемента 11. На низкооборотных режимах работы вращающееся кольцо 1 трения прижато к торцу 16 выступа вала 2. При увеличении частоты вращения вала и давления уплотняемой среды увеличивается центробежная сила, действующая на шарик 10, под дей ствием которой шарик 10 перемещается вдоль канала 9, деформируя упругий

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

элемент 11. Увеличение усилия, действующего на вращающееся кольцо 1 со стороны упругого элемента 11, приводит к смещению колец 1 и 3 трения в сторону корпуса 4, деформации упругого элемента 5 и соответствующему увеличению силы прижима колец 1 и 3, которое компенсирует избыточное повышение гидростатического усилия в щели. Это предотвращает раскрытие уплотнения. При снижении частоты вращения вала 2 и понижении давления в уплотняемой полости 14 происходит обратный процесс. Под действием упругого элемента 5 кольца 1 и 3 перемещаются в сторону выступа и прижимаются к торцу 16. Ыарик 10 под действием упругого элемента 11 смещается по каналу 9 на меньший радиус. Усилие прижима снижается и баланс осевых сил обеспечивается при заданной величине зазора. Таким образом, осуществляется непрерывное автоматическое регулирование величины зазора уплотнения.

Необходимый закон изменения усилия прижима колец в зависимости от частоты вращения вала получается путем расчета или экспериментального подбора количества и массы шариков 10, жесткости упругих элементов 11 и кривизны каналов 9.

Формула изобретения

и повышения надежности, каналы выполнены криволинейной формы и в них между шариками, установленными с возможностью перемещения, и торцом вращающегося кольца установлены упругие элементы.

2.Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что ось сечения каналов смещена в сторону оси вала по мере удаления от зоны трения колец трения.