Лабиринтное уплотнение вала Советский патент 1992 года по МПК F04D29/08 

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнениявращающихся валов, например, в насосостроении.

Известно лабиринтное уплотнение, образованное профилированным корпусом и валом и представляющее собой ряд чередующихся зон сужения и расширения потока рабочей среды.

Недостатком данного уплотнения является невозможность изменения геометрических размеров, а следовательно, эффективности герметизации, что бывает необходимо при изменении режимов работы.

Известно лабиринтное уплотнение, образованное корпусом и валом и содержащее ряд чередующихся зон сужения и расширения, причем в каждой зоне расширения установлен ползун, имеющий возможность возвратно-поступательного движения, соединенный с вибратором, задающим амплитуду и частоту перемещения ползуна. Недостатком уплотнения является сложность конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является лабиринтное уплотнение, содержащее вал и профилированный корпус, образующий с валом чередующиеся зоны сужения и расширения потока, причем каждая зона расширения снабжена напорной полостью и отделена от нее герметичной оболочкой из эластичного материала, а каждая напорная полость сообщена с источником управляющего давления или с пульсатором давления.

Недостатками данного лабиринтного уплотнения являются сложность конструкции, ухудшение эффективности герметизации на пониженных режимах работы насоса, например, при запуске и выключении, невозможность обеспечить герметизацию при стоянке залитого насоса.

Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения герметичности на нерасчетных режимах работы и в период стоянки залитого насоса.

Цель достигается тем, что лабиринтное уплотнение, содержащее вал и профилированный корпус, выполненные в корпусе кольцевые проточки, в каждой из которых образована камера переменного обьема, сообщенная посредством питающего канала с полостью высокого давления, снабжено дренажным каналом с предохранительным клапаном, а камера переменного объема выполнена в виде полого эластичного тороидального элемента, питающий канал снабжен обратным клапаном, а на участке питающего канала между камерой переменного объема и обратным клапаном подсоединен дренажный канал, внутри тороидальных элементов установлены браслетные пружины,

5При стоянке залитого насоса герметичность обеспечивается прижатием внутренней поверхности эластичного тороидального элемента к поверхности вала под действием усилия браслетной пружины.

10 При запуске насоса с ростом занасосного давления закрывается настраиваемый обратный клапан, под действием перепада давления между внутренней полостью эластичного элемента и давлением рабочей

5 среды эластичный элемент деформируется, изменяется объем камеры переменного объема, образуется зона для расширения потока рабочей среды, подобная зоне расширения известного лабиритного уплот0 нения.

При изменении режима работы насоса происходит перераспределение давлений, действующих на эластичный элемент, что вызывает изменение формы и объема камеры переменного объема, а следовательно, и эффективности герметизации.

Таким образом, обеспечиваются герметичность уплотнения при стоянке залитого насоса и эффективность герметизации на

0 нерасчетных режимах работы насоса. ,

На фиг.1 изображено уплотнение при стоянке залитого насоса; на фиг.2 - то же, при работе насоса.

Лабиринтное уплотнение содержит вал

5 1, профилированный корпус 2, выполненные в корпусе кольцевые проточки 3. В каждой проточке 3 образована камера 4 переменного объема, сообщенная посредством питающего канала 5 с полостью 6

0 высокого давления. Уплотнение снабжено дренажным каналом 7 с предохранительным клапаном 8. Камера переменного объема выполнена в виде полого эластичного тороидального элемента 9 с отверстиями 10

5 на внешней поверхности элементов, сробщающими внутреннюю полость камеры переменного объема с питающим каналом, В питающем канале установлен обратный клапан 11. Внутри эластичных тороидальных элементов установлены браслетные пружины 12.

Уплотнение работает следующим образом.

При стоянке залитого насоса обратный

5 клапан, настроенный соответствующим образом, открыт, внутренняя полость тороидального эластичного элемента сообщена с полостью высокого давления через питающий .канал 5 и кольцевые проточки 3. Под

дойствием усилия браслетных пружин внут

Изобретение позволяет повысить надежность уплотнения путем обеспечения герметичности на нерасчетных режимах работы и в период стоянки залитого насоса. При стоянке обратный клапан 11 открыт, внутренние полости тороидального эластичного элемента 9 сообщены с полостью 6 высокого давления через канал 5 и проточки 3. Под действием усилия браслетной пружины 12 внутренние поверхности тороидальных элементов 9 прижаты к валу 1. При запуске насоса с ростом давления закрывается обратный клапан 11. Под действием перепада давлений между потоком рабочей среды и внутренней полостью тороидального эластичного элемента 9 уплотняющие поверхности тороидальных элементов 9 отходят от поверхности вала 1, образуя зоны расширения. При изменении режима работы насоса вследствие изменения перепада давления, действующего на внутреннюю поверхность тороидального элемента 9, происходит изменение формы и размеров зоны расширения. При повышении давления во внутренних полостях тороидальных элементов 9, при увеличении объема зон расширения срабатывает предохранительный клапан В. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.сл