Гидродинамическое уплотнение вращающегося вала Советский патент 1991 года по МПК F16J15/42 

Й/г.З

Изобретение относится к уплотни- тельной технике, и может быть использовано для герметизации валов роторных машин

Цель изобретения - повышение надежности и уменьшение потерь на тре- ние.

На фиг.1 изображено предлагаемоз уплотнение с динамическим элементом в виде щеток; на фиг.2 - разрез Д-А на фш . 1 ; на фнг.З - уплотнение с лопатками динамического элемента из пористого материала и стенкой корпуса, имеющей коническую форму; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.З; на фиг.5 - уплотнение с наклонным к стенке корпуса дном направляющих лазов диска импеллера.

Уплотнение содержит корпус 1 и

размещенный в нем установленный на валу 2 импеллер в виде диска 3 с динамическим элементом 4 для закручивания уплотняемой среды, выполненным из гидравлически проницаемого мате- риала, например, в виде щетки (фиг.1 или из пористого материала (фиг.З и 5). Динамический элемент 4 установлен с возможностью упругого контакта со стенкой 5 корпуса 1 и выполнен в виде чередующихся лопаток 6 и пазов 7. В диске 3 импеллера могут быть выполнены направляющие пазы 8, при этом лопатки 6 динамического элемента установлены в этих пазах с возможностью радиального перемещения. Осевые размеры b каналов 9, образованных пазами 8 и стенкой 5 корпуса I, уменьшаются в радиальном направлении от вала 2 к периферии диска 3, что может быть обеспечено выполнением стенки 5 конической (фиг.З) или выполнением наклонными к стенке 5 донных поверхностей 10 пазов 8, при этом торцовые поверхности лопаток 6 имеют форму каналов 9.

Уплотнение работает следующим образом.

При вращении импеллера жидкость, находящаяся в порах гидравлически

проницаемого материала лопаток 6, а также в пазах 7 между лопатками 6 динамического элемента 4, вовлекает ся во вращение с угловой скоростью, равной угловой скорости вращения

вала 2 Вращательное движение жидкости создает противодавление, препятствующее утечке, и герметичность вала 2 обеспечивается полностью. За

0

Q 0 5

0

5

счет того, что динамический элемент 4 в конкретный момент времени контактирует не со всей поверхностью стенки Ь корпуса 1, а только по площади торцовой поверхности лопаток 6, значительно уменьшаются потери на трение, имеющие место при упругом контакте динамического элемента 4 со стенкой 5 корпуса 1 . Твердые включения и загрязнения, имеющиеся в жидкости, собираются в пазах 7 и отбрасываются лопатками 6 к периферии диска 3 из полости уплотнения. Уменьшение количества твердых включений и загрязнений в местах упругого контакта лопаток 6 динамического элемента 4 со стенкой 5 корпуса 1 позволяет дополнительно снизить потери на трение, а также уменьшить износ лопаток 6 динамического элемента 4.

При износе лопаток 6 динамического элемента 4 нарушается упругий контакт со стенкой 5 корпуса 1, что уменьшает закрутку уплотняемой жидкости и приводит к нарушению герметичности уплотнения. Компенсацию износа лопаток 6 в конструкции по (фиг.1) осуществляют вручную при заторможенном вале 2 перемещением диска 3 по валу 2 к стенке 5 корпуса 1 или, наоборот, перемещением стенки 5 корпуса 1 к лопаткам 6 импеллера. После этого указанные детали фиксируют одна относительно другой. В конструкции по фиг.2 и 3 компенсация износа лопаток 6 динамического элемента 4 осуществляется автоматически. Лопатки 6 под действием центробежных сил, определяемых весом лопаток 6 и угловой скоростью вращения, перемещается в радиальном направлении в пазах 8 диска 3 до обеспечения одновременного контакта со стенкой 5 корпуса 1 и дном 10 пазов 8. Юное лопаток 6 приводит к уменьшению их осевых размеров и допол}штельному радиальному перемещению в пазах 8, обеспечивая постоянный контакт со стенкой 5 корпуса 1. В конструкции по фиг.2 контакт лопаток 6 при их износе осуществляется за счет наличия конической поверхности стенки 5 корпуса 1. В конструкции по фиг.З торцовая поверхность стенки 5 корпуса 1 имеет плоскую форму, а упругий контакт при износе лопаток 6 обеспечивается наклоном дна 10 пазов 8 к поверхности стенки 5 корпуса 1.

Предлагаемое выполнение гидродинамического уплотнения вращающегося вала обеспечивает повышение надежное ти его работы, уменьшение потерь на трение, а также повышение ресурса работы.

Формула изобретения

1. Гидродинамическое уплотнение вращающегося вала, содержащее корпус и расположенный в нем установленный на валу импеллер в виде диска с динамическим элементом для закручивания уплотняемой среды, выполненным из гидравлически проницаемого материала и расположенным с возможностью упругого контакта со стенкой корпу-

о т л и ч а к; ш е е с я тем,

са,

что, с целью повышения надежности и

уменьшения потерь на трение, динами

ческий элемент выполнен в виде чере-, дующихся радиальных лопаток и пазов

2. Уплотнение по , отличающее ся тем, что в диске импеллера выполнены радиальные на-

правляющие пазы, в которых с возможностью радиального перемещения уста- новлены лопатки динамического элемента, при этом осевые размеры каналов, образованных направляющими пазами и стенкой корпуса, уменьшаются в радиальном направлении от вала к периферии диска, а торцовые поверхности лопаток динамического элемента имеют форму этих каналов.

Изобретение относится к уп.1от нительной технике и может быть ис пользовано для герметизации роторных машин. Цель изобретения повышение надежности и уменьшение потерь на трение. Уплотнение содержит корпус .1 и расположенный в нем установлен ный на валу 2 импеллер в виде диска 3 с динамическим элементом 4 из гид равлически проницаемого материала. Элемент 4 установлен с возможностью упругого контакта со стенкой 5 кор пуса 1 и выполнен в виде чередующих ся лопаток и пазов. В диске 3 могут быть выполнены направляющие пазы 8, в которых устанавливаются с возмож ностью радиального перемещения лопат ки, при этом осевой размер в каналах 9 уменьшается в радиальном глправле нии к периферии 3. 1 з.п. (, 5 ил

Фиг.1

А-А

Фиг.Z

6-6

Фиг.4

8