Устройство для уплотнения вала турбокомпрессора Советский патент 1992 года по МПК F04D29/08 

Изобретение относится к турбокомп- рессоростроению, в частности к устройствам для уплотнения вала турбокомпрессора, а также других турбомашин различного назначения.

Известно устройство для уплотнения вала турбокомпрессора, содержащее корпус и соосно установленные с ним внутреннее и наружное плавающие кольца, камеры подвода и отвода запирающей жидкости, связанные соответственно с одноименными линиями, и регулятор перепада давления.

Недостатками такого устройства являются сложность конструкции и низкая надежность работы, т.к. регулятор перепада давления выполнен в виде отдепьного выносного элемента, связанного с масло- системой и уплотнительным узлом перепускными трубопроводами, что, кроме того.

увеличивает вес и металлоемкость турбома- шины.

Известно также устройство для уплотнения вала турбокомпрессора, содержащее корпус и соосно установленные в нем внутреннее и корпусное плавающие кольца, камеры подвода и отвода запорной жидкости, связанные соответственно с одноименными трубопроводами, и регулятор перепада давления.

Компоновка такого устройства довольно сложна, требует выполнения отдельного корпуса для регулятора перепада давления и установки подводящих, отводящих и др. трубопроводов, связывающих последний с маслосистемой турбокомпрессора, что увеличивает вес и металлоемкость турбома- шины, снижает надежность ее работы. Снижению надежности работы устройства способствует также наличие значительного

N

N1

00

СлЭ

V

гидравлического сопротивления трубопроводной обвязки.

Целью изобретения явлле ся упрощение конструкции и повышение надежности работы.

Цель достигается тем, что в устройстве для уплотнения вала турбокомпрессора, содержащем корпус и соосно установленные в нем внутреннее и наружное плавающие кольца, камеры подвода и отвода запорной жидкости, связанные соответственно с одноименными трубопроводами, и регулятор перепада давления, наружное и внутреннее кольца расположены с образованием между ними промежуточной камеры, наружное кольцо выполнено опорным, снабжено несущими карманами, сообщенными с камерой подвода подводящими каналами, сообщающими между собой промежуточную камеру и камеру подвода, и охватываю- щим внутреннее кольцо осевым выступом, в котором выполнены перепускные отверстия, а внутреннее кольцо установлено с возможностью осевого перемещения, подпружинено относительно корпуса, снабже- но отводящими каналами, сообщающими при помощи перепускных отверстий промежуточную камеру и камеру отвода, и является регулятором перепада давления.

На чертеже представлено устройство для уплотнения вала турбокомпрессора с двумя положениями внутреннего плавающего кольца (в верхней и нижней частях чертежа).

Устройство для уплотнения вала турбо- компрессора содержит корпус 1 и соосно установленные в нем внутреннее 2 и наружное 3 плавающие кольца, камеры подвода 4 и отвода 5 запорной жидкости, связанные соответственно с одноименными трубопро- водами 6 и 7, и регулятор перепада давления 8. Наружное 3 и внутреннее 2 кольца расположены с образованием между ними промежуточной камеры 9. Наружное кольцо 3 выполнено опорным, снабжено несущими карманами 10, сообщенными с камерой подвода 4 подводящими каналами 11, сообщающими между собой промежуточную камеру 9 и камеру подвода 4, и охватывающим внутреннее кольцо 2 осевым высту- пом 13, в котором выполнены перепускные отверстия 14. Внутреннее кольцо 2 установлено с возможностью осевого перемещения, подпружинено с помощью пружины 15 относительно корпуса 1, снабжено от- водящими каналами 16, сообщающими при помощи перепускных отверстий 14 промежуточную камеру 9 и камеру отвода 5 и является регулятором перепада давления 8.

Устройство для уплотнения вала турбокомпрессора работает следующим образом.

Запорная жидкость из масляного бака подается по подводящему трубопроводу 6 в камеру 4 подвода. Из последней запорная жидкость, омывая и охлаждая наружное плавающее кольцо 3, поступает частично с помощью подводящих каналов 11 к несущим карманам 10, а частично по подводящим каналам 12 - в промежуточную камеру 9 между кольцами 2 и 3. Подводящие каналы 11 выполнены в виде дросселирующих отверстий, что позволяет снизить давление в несущих карманах 10, обеспечивающих несущую способность кольца 3, выполняющего одновременно роль опоры.

Часть запорной жидкости, поступающей в промежуточную камеру 9, дросселируется через уплотнительные зазоры в сторону уплотняемого газа, обеспечивая при этом уплотняющую способность устройства, а остальная часть запорной жидкости при совмещении отводящих каналов 16 с перепускными отверстиями 14 в осевом выступе 13 поступает в камеру 5 отвода запорной жидкости. При этом в зависимости от осевого расположения внутреннего плавающего кольца 2, выполняющего роль регулятора перепада давления 8, перепускные отверстия 14 в осевом выступе 13 могут перекрываться, поддерживая давление в масляной системе, превышающее давление на стороне упомянутого газа на заданную величину (обычно на 0,05..,0,2 МПа).

Положение выходных сечений отводящих каналов 16 относительно перепускных отверстий 14 определяется силой упругости пружины 15, давлением на выходе из внутреннего кольца 2 со стороны уплотняемого газа, действующим на одну из торцовых поверхностей кольца 2, и давлением запорной жидкости в камере 9, действующим на противоположную торцовую поверхность кольца 2.

При такой схеме работы устройства вся запорная жидкость, подаваемая в уплотни- тельный узел, проходит по подводящим каналам 11 и 12 и перепускным отверстиям 14 и отводящим каналам 16, охлаждая при этом внутреннее 2 и наружное 3 уплотнительные кольца. При этом наружное плааающее кольцо 3, как наиболее напряженное, поскольку дополнительно выполняет роль опорного подшипника, охлаждается полным расходом запорной жидкости, а внутреннее плавающее кольцо 2 - ее частью, равной разности между подачей в камеру подвода 4 и подачей по каналам 11 в несущие карманы 10 и утечкой через дросселирующие зазоры между валом и наружным плавающим кольцом 3.

Такое выполнение устройства позволяет упростить конструкцию и отказаться от выполнения регулятора перепада давления в виде отдельного элемента с корпусом и подводящими трубопроводами, что приводит к уменьшению веса и металлоемкости устройства, повышению его компактности.

Формула изобретения Устройство для уплотнения вала турбокомпрессора, содержащее корпус и соосно установленные в нем внутреннее и наружное плавающие кольца, камеры подвода и отвода запорной жидкости, связанные соответственно с одноименными трубопроводами, и регулятор перепада давления, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности в работе, наружное и внутреннее кольца расположены с образованием между ними

промежуточной камеры, наружное кольцо выполнено опорным, снабжено несущими карманами, сообщенными с камерой подвода, подводящими каналами, сообщающими между собой промежуточную камеру и камеру подвода, и охватывающим внутреннее кольцо осевым выступом, в котором выполнены перепускные отверстия, а внутреннее кольцо установлено с возможностью осевого перемещения, подпружинено относительно корпуса, снабжено отводящими каналами, сообщающими при помощи перепускных отверстий промежуточную камеру и камеру отвода, и является регулятором перепада давления.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности работы. Наружное и внутреннее плавающие кольца расположены с образованием между ними промежуточной камеры. Наружное кольцо выполнено опорным, снабжено карманами, сообщенными с камерой подвода каналами, сообщающими между собой промежуточную камеру и камеру подвода, и охватывающим внутреннее кольцо осевым выступом, в котором выполнены перепускные отверстия. Внутреннее кольцо установлено с возможностью осевого перемещения, подпружинено относительно корпуса, снабжено отводящими каналами, сообщающими при помощи перепускных отверстий промежуточную камеру и камеру отвода, и является регулятором перепада давления. 1 ил, С